專利名稱：寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及模擬集成電路，特別是一種寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器。
背景技術(shù)：
線性穩(wěn)壓器LDO作為一種非常重要的電源管理類電路，廣泛的應(yīng)用于各類便攜式產(chǎn)品中。線性穩(wěn)壓器LDO屬于DC-DC變換器中的降壓變壓器，通常提供特定的穩(wěn)定直流電壓，在負(fù)載一定的情況下，其輸出電壓在一定的范圍內(nèi)，因此LDO電路系統(tǒng)能夠保證輸出電壓穩(wěn)定，提高電池壽命。與常用的開關(guān)型電源管理類電路相比其具有輸出紋波較小、外圍電路簡單和不使用電感器件等優(yōu)點。線性穩(wěn)壓器LDO設(shè)計的重點在于如何提高環(huán)路穩(wěn)定性，其頻率補(bǔ)償設(shè)計不僅將直 接決定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，輸出電壓的精確性，同時也將對芯片的瞬態(tài)響應(yīng)速度有較大的影響。目前較為普遍的補(bǔ)償方式有兩種，一是通過加大負(fù)載電容的等效串聯(lián)電阻Resk，利用該等效串聯(lián)電阻Resk產(chǎn)生一個零點對系統(tǒng)的低頻極點進(jìn)行補(bǔ)償，以抵消負(fù)載變化對主極點頻率的影響，提高環(huán)路的相位裕度，改善所述線性穩(wěn)壓器LDO的系統(tǒng)穩(wěn)定性；二是加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)對驅(qū)動元件提供米勒補(bǔ)償，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖I顯示了傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器LDO的結(jié)構(gòu)框圖，該傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器LDO由基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、調(diào)整元件及分壓電阻構(gòu)成；其中基準(zhǔn)電源將輸入電壓VDD轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)電壓Veef ;該基準(zhǔn)電壓Vkef和反饋電壓Vfb分別連接到誤差放大器的反相輸入端和同相輸入，經(jīng)誤差放大器的初步放大后得到差分信號Votp ;調(diào)整元件的柵極連接差分信號Votp，對差分信號Vcomp進(jìn)行再次反相放大；其漏極串聯(lián)分壓電阻Rl和分壓電阻R2接地，并作為線性穩(wěn)壓器LDO的輸出端，輸出信號Vqut ;分壓電阻Rl與分壓電阻R2公共端的電壓為反饋電壓VFB，并連接到誤差放大器的正相輸入端，形成穩(wěn)定控制的負(fù)反饋控制環(huán)路；電容C1跨接于輸出電壓Votjt與誤差放大器輸出的差分信號Vcomp之間,作為補(bǔ)償電容，以補(bǔ)償誤差放大器輸出端產(chǎn)生的極點，穩(wěn)定環(huán)路?；鶞?zhǔn)電壓源、誤差放大器、調(diào)整元件及分壓電阻形成了一個負(fù)反饋系統(tǒng)，假設(shè)該負(fù)反饋系統(tǒng)穩(wěn)定且開環(huán)增益遠(yuǎn)大于1，則輸出電壓Vot可近似推出Vfb = Vout X 'I)
R' +^2根據(jù)誤差放大器“虛短路”的概念，可得Vfb ^ Veef,即
RVmf = Vout X 12)
R. + It
I2可推得
T7_ rr+Vom = Vsef X ~—3)
其中，Rp R2為分壓電阻。因此適當(dāng)選取分壓電阻阻值就可以得到所需的輸出電壓。但是隨著線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用越來越廣泛，不論是在設(shè)計上還是在工業(yè)生產(chǎn)中，市場對線性穩(wěn)壓器的性能要求也越來越高。傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器LDO的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能夠滿足市場對高性能要求的需求，尤其是在輸入范圍、穩(wěn)定性和功耗方面，輸入電壓范圍過小會影響線性穩(wěn)壓器LDO的應(yīng)用范圍，過大的靜態(tài)功耗會影響電池的使用壽命，固定的輸出電壓也會影響LDO使用的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的線性穩(wěn)壓器LDO的不足，提出了一種寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器，以增大線性穩(wěn)壓器LDO的輸入范圍，實現(xiàn)輸出電壓的動態(tài)可調(diào)。為實現(xiàn)上述目的，包括偏置電壓產(chǎn)生模塊1，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2，偏置電流產(chǎn)生模塊3，尾電流源產(chǎn)生模塊4，差分輸入級5，電流鏡電路6，功率管Ph和分壓電阻Rl、R2 ;其特征在于所述差分輸入級5,其第一輸入端連接基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的基準(zhǔn)電壓Vkef ；其第二輸入端連接反饋電壓VFB，從而構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，保證線性穩(wěn)壓器的輸出電壓Vtot穩(wěn)定；其第一輸出端與源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nhi的源極相連；其第二輸出端與源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nh2的源極相連；所述高壓NMOS管Nm，其柵極連接偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi ;其漏極與電流鏡電路6的輸入端相連；用于保護(hù)差分輸入級5和電流鏡電路6中的低壓器件，防止低壓器件高壓擊穿；所述高壓NMOS管Nh2，其柵極連接偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi ;其漏極與電流鏡電路6的輸出端相連，并輸出差分信號Votp到緩沖級7 ;用于保護(hù)差分輸入級5和電流鏡電路6中的低壓器件，防止低壓器件高壓擊穿； 所述緩沖級7,其第一輸入端連接電流鏡電路6輸入的差分信號Vkmp ;其第二輸入端和第三輸入端分別連接偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi和偏置電壓Vbiasi ;其輸出端連接到功率管Ph的柵極；所述功率管PH，其源極連接電源VDD ;其漏極作為線性穩(wěn)壓器電路的輸出端；輸出電壓Votit ;所述分壓電阻Rl和分壓電阻R2，串聯(lián)后跨接于線性穩(wěn)壓器的輸出端與地之間；分壓電阻Rl和分壓電阻R2的公共端電壓為VFB，并連接到差分輸入級5 ；所述電流鏡電路6的輸出端通過串聯(lián)第一補(bǔ)償電容C和補(bǔ)償電阻Rc連接到電源VDD，用于補(bǔ)償電流鏡電路6的輸出阻抗與緩沖級7中的寄生電容所形成的極點，以穩(wěn)定環(huán)路；所述高壓NMOS管Nh2的源極與線性穩(wěn)壓器電路的輸出端之間連接有第二補(bǔ)償電容C1，用于補(bǔ)償功率管Ph柵極寄生電容與緩沖級7輸出阻抗形成的極點；所述線性穩(wěn)壓器的輸出信號Vtot與反饋電壓Vfb之間連接有第三補(bǔ)償電容C2，用于提聞環(huán)路的相位裕度。上述線性穩(wěn)壓器中的緩沖級7，包括源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nh3，一對低壓NMOS管Nm5、Nm6和電阻Resd ；
所述低壓NMOS管Nm6，其漏極通過電阻Resd連接到電源VDD ;其柵極連接電流鏡電路6輸入的差分信號Votp ;其源極與高壓NMOS管Nh3的漏極相連，并作為緩沖級7的輸出端，連接到功率管Ph的柵極；所 述聞壓NMOS管Nh3,其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi相連；其源極連接低壓NMOS管Nm5的漏極，用于保護(hù)低壓NMOS管NM5、NM6，避免低壓NMOS管高壓擊穿；所述低壓NMOS管NM5，其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbias2相連；其源極連接到地。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(I)本發(fā)明由于在添加高壓管的基礎(chǔ)上采用普通低壓電阻和低壓電容對環(huán)路進(jìn)行了補(bǔ)償，使得本發(fā)明的線性穩(wěn)壓器能夠在輸入電壓為2. 5V^40V的范圍內(nèi)保證輸出穩(wěn)定電壓，其輸出電壓的范圍為2. 8V 16V，具體輸出電壓值可根據(jù)不同需要通過改變分壓電阻阻值進(jìn)行確定，因此大大提升了產(chǎn)品的適用范圍及其靈活性。(2)本發(fā)明由于在電流鏡電路與電源VDD之間添加了第一補(bǔ)償電容C和補(bǔ)償電阻&，使得電流鏡電路的輸出阻抗與緩沖級中的寄生電容所形成的極點得到補(bǔ)償，保證環(huán)路
穩(wěn)定工作。(3)本發(fā)明由于在高壓NMOS管Nh2與線性穩(wěn)壓器電路的輸出端之間添加了第二補(bǔ)償電容C1，使得功率管柵極寄生電容與緩沖級輸出阻抗所形成的極點得到補(bǔ)償，提高了環(huán)路的穩(wěn)定性。(4)本發(fā)明由于在線性穩(wěn)壓器的輸出端與反饋電壓之間添加了第三補(bǔ)償電容C2,簡單有效地實現(xiàn)了環(huán)路的相位裕度補(bǔ)償。(5)本發(fā)明由于選擇低壓節(jié)點進(jìn)行補(bǔ)償，從而避免了成本較高、面積較大的高壓電容的采用，大大降低了產(chǎn)品的版圖面積及生產(chǎn)成本，有效地提高了產(chǎn)品的市場競爭力。


圖I是傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明的寬輸入范圍的的線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是本發(fā)明緩沖級電路原理圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及其實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照圖2，本發(fā)明寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器，包括偏置電壓產(chǎn)生模塊1，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2，偏置電流產(chǎn)生模塊3，尾電流源產(chǎn)生模塊4，差分輸入級5，電流鏡電路6，緩沖級7，功率管PH，第一補(bǔ)償電容C，第二補(bǔ)償電容C1、第三補(bǔ)償電容C2，分壓電阻Rl、R2，補(bǔ)償電阻Rc和源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管NH1、NH2。所述偏置電壓產(chǎn)生模塊1，將基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的電流信號，通過分壓電阻產(chǎn)生出兩個偏置電壓信號VBISN、Vbisp ;其中偏置電壓Vbiasi分別連接到高壓NMOS管Nhi的柵極、高壓NMOS管Nh2的柵極和緩沖級7，為高壓NMOS管NH1、NH2以及緩沖級7內(nèi)部的高壓NMOS管提供電壓偏置；偏置電壓Vbias2連接到緩沖級7，為緩沖級7內(nèi)部低壓NMOS管提供電壓偏置；所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2，采用典型帶隙基準(zhǔn)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，用于為線性穩(wěn)壓器內(nèi)部各模塊提供基準(zhǔn)電壓和零溫度系數(shù)電流；其第一輸出端連接到偏置電壓產(chǎn)生模塊1，為偏置電壓產(chǎn)生模塊I提供零溫度系數(shù)電流；其第二輸出端連接到偏置電流產(chǎn)生模塊3，為偏置電流產(chǎn)生模塊3提供零溫度系數(shù)電流；其第三輸出端連接到差分輸入級5，為差分輸入級5提供基準(zhǔn)電壓；
所述偏置電流產(chǎn)生模塊3，將基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的電流信號通過鏡像結(jié)構(gòu)輸出偏置電流到尾電流源產(chǎn)生模塊4 ；所述尾電流源產(chǎn)生模塊4，采用n+1個低壓PMOS管構(gòu)成一個I :n的電流鏡結(jié)構(gòu)，其中η為自然數(shù)；用于將偏置電流產(chǎn)生模塊3輸入的偏置電流轉(zhuǎn)換成不同大小的電流，并輸出尾電流源Is到差分輸入級5，為差分輸入級5提供尾電流；所述差分輸入級5,其第一輸入端與基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的基準(zhǔn)電壓Vkef相連；其第二輸入端與反饋電壓Vfb相連，從而構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，保證線性穩(wěn)壓器的輸出電壓Vout穩(wěn)定；其第一輸出端與高壓NMOS管Nhi的源極相連；其第二輸出端與高壓NMOS管Nh2的源極相連；所述高壓NMOS管Nhi和高壓NMOS管Nh2，其柵極共同連接偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi ;其漏極均連接到電流鏡電路6 ;用于保護(hù)差分輸入級5和電流鏡電路6中的低壓器件，防止低壓器件高壓擊穿；高壓NMOS管Nh2與電流鏡電路6的公共端輸出差分信號Vomp ；上述尾電流源產(chǎn)生模塊4、差分輸入級5、高壓NMOS管Nm、高壓NMOS管Nh2和電流鏡電路6，構(gòu)成誤差放大結(jié)構(gòu)，將基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的基準(zhǔn)電壓Vkef與反饋電壓Vfb的差值進(jìn)行差分放大，并輸出差分信號Votp到緩沖級7 ；所述緩沖級7，其第一輸入端連接差分信號Votp;其第二輸入端和第三輸入端分別連接偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi和偏置電壓Vbias2,為內(nèi)部NMOS管提供電壓偏置；其輸出端連接到功率管Ph的柵極；所述功率管Ph，其源極連接電源VDD ;其漏極作為線性穩(wěn)壓器的輸出端；輸出電壓
V ·
vOUT 所述分壓電阻Rl和分壓電阻R2，串聯(lián)后跨接于線性穩(wěn)壓器的輸出端與地之間；分壓電阻Rl和分壓電阻R2的公共端電壓為VFB，并連接到差分輸入級5 ；所述第一補(bǔ)償電容C和補(bǔ)償電阻Rc，串聯(lián)跨接于差分信號Vcqmp與電源VDD之間，用于補(bǔ)償電流鏡電路6的輸出阻抗與緩沖級7中的寄生電容所形成的極點，以保證穩(wěn)定環(huán)路；由于差分信號Vcmmp與電源VDD之間的電壓差小于5V,故米用低壓補(bǔ)償電容；所述第二補(bǔ)償電容C1，跨接于高壓NMOS管Nh2的源極與線性穩(wěn)壓器輸出電壓Vott之間，用于補(bǔ)償功率管Ph柵極寄生電容與緩沖級7輸出阻抗形成的極點，以提高環(huán)路穩(wěn)定性；由于高壓NMOS管Nh2的源極與線性穩(wěn)壓器輸出電壓Vtot之間的壓差小于5V，故采用低壓補(bǔ)償電容；所述第三補(bǔ)償電容C2，跨接于線性穩(wěn)壓器的輸出信號Vtot與反饋電壓Vfb之間，用于提高環(huán)路的相位裕度；由于線性穩(wěn)壓器的輸出信號Vtot與反饋電壓Vfb之間的壓差小于5V，故采用低壓補(bǔ)償電容；
上述第一補(bǔ)償電容C、第二補(bǔ)償電容C1和第三補(bǔ)償電容C2均采用低壓補(bǔ)償電容，避免了成本較高、面積較大的高壓電容的采用，大大降低了產(chǎn)品的版圖面積及生產(chǎn)成本。參照圖3，本發(fā)明中的緩沖級7，包括源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nh3，一對低壓NMOS管Nm5、Nm6和電阻Resd ；所述低壓NMOS管Nm6，其漏極通過電阻Resd連接到電源VDD ;其柵極連接電流鏡電路6輸入的差分信號Votp ;其源極與高壓NMOS管Nh3的漏極相連，并作為緩沖級7的輸出端，連接到功率管Ph的柵極；該低壓NMOS管Nm6主要起跟隨作用，保證緩沖級7的輸出信號跟隨差分信號Votp的變化而變化；所述聞壓NMOS管Nh3,其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbiasi相連；其源極連接低壓NMOS管Nm5的漏極，用于保護(hù)低壓NMOS管NM5、NM6，避免低壓NMOS管高壓擊穿；所述低壓NMOS管NM5，其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊I輸入的偏置電壓Vbias2相連；其源極連接到地。本發(fā)明的具體工作原理是電路上電后，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2激活，產(chǎn)生的零溫度系數(shù)電流一路流入偏置電流產(chǎn)生模塊3，一路流入偏置電壓產(chǎn)生模塊I ;偏置電流產(chǎn)生模塊3將基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2 輸入的零溫度系數(shù)電流進(jìn)行鏡像，并輸出電流至尾電流源產(chǎn)生模塊4 ;偏置電壓產(chǎn)生模塊I將基準(zhǔn)電壓源2輸入的零溫度系數(shù)電流進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出VBIAS1、Vbias2兩路偏置電壓信號，分別加至高壓NMOS管NH1、NH2的柵極和緩沖級7，為高壓管和緩沖級7內(nèi)部NMOS管提供電壓偏置；尾電流源產(chǎn)生模塊4、差分輸入級5、高壓NMOS管Nm、高壓NMOS管Nh2和電流鏡電路6，構(gòu)成誤差放大結(jié)構(gòu)；將基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2輸入的基準(zhǔn)電壓Vkef與反饋電壓Vfb的差值進(jìn)行差分放大，并輸出差分信號VOTP，該差分信號Votp通過緩沖級7連接到功率管Ph的柵極；功率管Ph對緩沖級7輸入的信號進(jìn)行反相放大，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的直流輸出電壓VTOT，同時通過分壓電阻產(chǎn)生反饋信號Vfb使得電路構(gòu)成一個反饋的穩(wěn)定回路，從而實現(xiàn)線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓功能。緩沖級7的主要作用在于加入了增益約為I的隔離電路，它可以將誤差放大結(jié)構(gòu)的輸出端阻抗與功率管Ph柵級大寄生電容所形成的極點進(jìn)行分離。由于緩沖級7具有輸入寄生電容小，輸出阻抗小的特點，故被分離出的兩個極點，相對于誤差放大結(jié)構(gòu)的輸出端阻抗與功率管Ph柵級大寄生電容所形成的極點而言，屬于較高頻極點，對電路的穩(wěn)定性有幫助。線性穩(wěn)壓器的核心電路在于它的補(bǔ)償電容和補(bǔ)償電阻，其中第一補(bǔ)償電容C和補(bǔ)償電阻Rc串聯(lián)后跨接于電源VDD與差分信號Votp之間，相當(dāng)于構(gòu)造了一個專門用于補(bǔ)償誤差放大結(jié)構(gòu)輸出極點的零點，該零點的頻率可通過對C、Rc值的調(diào)節(jié)來調(diào)整。第二補(bǔ)償電容C1跨接于跨接于高壓NMOS管Nh2的源極與線性穩(wěn)壓器輸出電壓Vott之間，該第二補(bǔ)償電容C1與緩沖級7內(nèi)部高壓管及功率管Ph形成一個負(fù)反饋回路，形成一個零點，從而可以達(dá)到補(bǔ)償誤差放大結(jié)構(gòu)輸出極點和功率管輸入極點的目的；第三補(bǔ)償電容C2跨接于輸出信號Vtot與反饋信號Vfb之間，相當(dāng)于與分壓電阻R2并聯(lián)，以提高環(huán)路的相位裕度。上述偏置電壓產(chǎn)生模塊I，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊2，偏置電流產(chǎn)生模塊3，尾電流源產(chǎn)生模塊4，差分輸入級5和電流鏡電路6均采用已有的常規(guī)電路。以上僅是本發(fā)明的一個最佳實例，不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，顯然在本發(fā)明的構(gòu)思下，可以對其電路進(jìn) 行不同的變更與改進(jìn)，但這些均在本發(fā)明的保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1.一種寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器，包括偏置電壓產(chǎn)生模塊(I)，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊(2 )，偏置電流產(chǎn)生模塊(3 )，尾電流源產(chǎn)生模塊(4)，差分輸入級(5 )，電流鏡電路(6 )，功率管Ph和分壓電阻Rl、R2 ;其特征在于 所述差分輸入級(5),其第一輸入端連接基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊(2)輸入的基準(zhǔn)電壓Vkef ；其第二輸入端連接反饋電壓VFB，從而構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路，保證線性穩(wěn)壓器的輸出電壓Vtot穩(wěn)定；其第一輸出端與源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nhi的源極相連；其第二輸出端與源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管Nh2的源極相連； 所述高壓NMOS管Nm，其柵極連接偏置產(chǎn)生電壓模塊(I)輸入的偏置電壓Vbiasi ;其漏極與電流鏡電路(6)的輸入端相連；用于保護(hù)差分輸入級(5)和電流鏡電路(6)中的低壓器件，防止低壓器件高壓擊穿； 所述高壓NMOS管Nh2，其柵極連接偏置產(chǎn)生電壓模塊(I)輸入的偏置電壓Vbiasi ;其漏極與電流鏡電路(6)的輸出端相連，并輸出差分信號Votp到緩沖級(7);用于保護(hù)差分輸入級(5)和電流鏡電路(6)中的低壓器件，防止低壓器件高壓擊穿； 所述緩沖級(7)，其第一輸入端連接電流鏡電路(6)輸入的差分信號Votp ;其第二輸入端和第三輸入端分別連接偏置產(chǎn)生電壓模塊(I)輸入的偏置電壓Vbiasi和偏置電壓Vbiasi ;其輸出端連接到功率管Ph的柵極； 所述功率管PH，其源極連接電源VDD ;其漏極作為線性穩(wěn)壓器電路的輸出端；輸出電壓V · 所述分壓電阻Rl和分壓電阻R2，串聯(lián)后跨接于線性穩(wěn)壓器的輸出端與地之間；分壓電阻Rl和分壓電阻R2的公共端電壓為VFB，并連接到差分輸入級5 ； 所述電流鏡電路(6)的輸出端通過串聯(lián)第一補(bǔ)償電容C和補(bǔ)償電阻Rc連接到電源VDD，用于補(bǔ)償電流鏡電路(6)的輸出阻抗與緩沖級(7)中的寄生電容所形成的極點，以穩(wěn)定環(huán)路； 所述高壓NMOS管Nh2的源極與線性穩(wěn)壓器電路的輸出端之間連接有第二補(bǔ)償電容C1,用于補(bǔ)償功率管Ph柵極寄生電容與緩沖級(7)輸出阻抗形成的極點； 所述線性穩(wěn)壓器的輸出信號Vott與反饋電壓Vfb之間連接有第三補(bǔ)償電容C2，用于提高環(huán)路的相位裕度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的線性穩(wěn)壓器，其特征在于緩沖級(7)，包括源、漏極之間耐壓值大于12V的高壓NMOS管NH3，一對低壓NMOS管NM5、Nm6和電阻Resd ； 所述低壓NMOS管NM6，其漏極通過電阻Resd連接到電源VDD ;其柵極連接電流鏡電路(6)輸入的差分信號Votp ;其源極與高壓NMOS管Nh3的漏極相連，并作為緩沖級(7)的輸出端，連接到功率管Ph的柵極； 所述高壓NMOS管Nh3，其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊(I)輸入的偏置電壓Vbiasi相連；其源極連接低壓NMOS管Nm5的漏極，用于保護(hù)低壓NMOS管NM5、Nm6,避免低壓NMOS管高壓擊穿；所述低壓NMOS管Nm5，其柵極與偏置產(chǎn)生電壓模塊(I)輸入的偏置電壓Vbias2相連；其源極連接到地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬輸入范圍的線性穩(wěn)壓器，主要解決現(xiàn)有線性穩(wěn)壓器輸入范圍窄的問題。該線性穩(wěn)壓器包括偏置電壓產(chǎn)生模塊(1)，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生模塊(2)，偏置電流產(chǎn)生模塊(3)，尾電流源產(chǎn)生模塊(4)，差分輸入級(5)，電流鏡電路(6)、功率管PH和分壓電阻；模塊(4)、(5)、(6)和高壓管構(gòu)成誤差放大結(jié)構(gòu)，對基準(zhǔn)電壓VREF與反饋電壓VFB的差值進(jìn)行放大，輸出差分信號VCOMP，并通過緩沖級(7)連接到功率管，功率管的漏極為系統(tǒng)的輸出端，輸出電壓VOUT；電容C和電阻RC串聯(lián)后跨接于VCOMP與電源VDD之間，保證環(huán)路穩(wěn)定；電容C1跨接于高壓管NH2與VOUT之間，以提高環(huán)路穩(wěn)定性；電容C2跨接于VOUT與VFB之間，以提高環(huán)路相位裕度。本發(fā)明有效地增大了輸入范圍，且避免采用高壓電容，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號G05F1/56GK102880218SQ20121038841
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者程軍, 杜含笑, 李佳佳, 孟慶達(dá) 申請人:西安三馀半導(dǎo)體有限公司