的漏極，PMOS管MP9的漏極接調(diào)整管Mp的 柵極，PMOS管MPlO的柵極接NMOS管MN7的柵極和誤差放大器的輸出端，PMOS管MPlO的漏 極接信號(hào)VSS。
[0022] 所述電流升壓反饋電路包括NMOS管MN6、NMOS管MN7、NMOS管MN8、PMOS管MPll、 PMOS管MP12和PMOS管MP13,誤差放大器的輸出端接NMOS管麗7的柵極，NMOS管麗7的 源極和NMOS管MN8的源極接NMOS管MN6的漏極，NMOS管MN6的源極接信號(hào)VSS，NMOS管 MN6的柵極接偏置信號(hào)IPl，NMOS管MN7的漏極接PMOS管MPll的柵極和PMOS管MP12的 漏極，NMOS管MN8的柵極接調(diào)整管Mp的柵極，NMOS管MN8的漏極接PMOS管MP13的柵極和 PMOS管MP13的漏極，NMOS管麗12的柵極接NMOS管麗13的柵極，PMOS管MPll的漏極接 源極跟隨器的輸出端，NMOS管MNll、PMOS管MP12和PMOS管MP13的源級(jí)接信號(hào)VIN。
[0023] 所述功率管輸出級(jí)的增益隨負(fù)載電流的增大而減小，包括調(diào)整管Mp、電阻Rl和電 阻R2,調(diào)整管Mp的漏極通過(guò)彌勒補(bǔ)償電容C2與誤差放大器中麗3的柵極和漏極還有MM 的柵極連接；調(diào)整管Mp的漏極通過(guò)輸出電容Co接地，還通過(guò)串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2 接地；電阻Rl和電阻R2間的引出信號(hào)Vfb與誤差放大器的正輸入端連接，誤差放大器的負(fù) 輸入端接基準(zhǔn)電壓源信號(hào)VREF。
[0024] 本案中，由電阻Rl和電阻R2構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)采樣輸出電壓得到電壓VFB，
誤差放大器比較Vref和Vfb并得到相應(yīng)的輸出電壓，為了隔離誤差放大 器大的輸出阻抗和功率管輸出級(jí)大的寄生電容，在誤差放大器的輸出端和功率管輸出級(jí)之 間加一個(gè)緩沖器（源極跟隨器）。緩沖器的輸出電壓調(diào)節(jié)調(diào)整管Mp柵極，改變調(diào)整管Mp電 流驅(qū)動(dòng)能力，通過(guò)改變輸出電容Co充放電電流的大小調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。
[0025] 當(dāng)負(fù)載電流由低到高突變時(shí)，調(diào)整管Mp無(wú)法及時(shí)導(dǎo)通足夠大的電流，輸出電容Co 放電給負(fù)載提供電流，因此輸出電壓開(kāi)始降低。通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻Rl和電阻R2檢測(cè)到 的電壓采樣Vfb也開(kāi)始降低，降低到一定程度后，經(jīng)過(guò)與V REF進(jìn)行比較，誤差放大器的輸出節(jié) 點(diǎn)電壓遠(yuǎn)低于調(diào)整管Mp的柵極電壓，PMOS管MPlO為調(diào)整管Mp的柵極提供大的下拉電流， 調(diào)整管Mp的柵極電壓被迅速拉低，調(diào)整管Mp的柵源電壓差增大，導(dǎo)通更多的電流提供給負(fù) 載，輸出電容Co停止放電且開(kāi)始慢慢充電，輸出電壓停止降低且開(kāi)始回升。
[0026] 當(dāng)負(fù)載電流由高到低突變時(shí)，調(diào)整管Mp無(wú)法及時(shí)關(guān)閉，過(guò)多的電流流過(guò)調(diào)整管Mp 對(duì)輸出電容Co充電，輸出電壓開(kāi)始升高。通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻Rl和電阻R2檢測(cè)到的電壓 采樣Vfb也開(kāi)始升高，升高到一定程度后，經(jīng)過(guò)與V REF進(jìn)行比較，誤差放大器的輸出節(jié)點(diǎn)電壓 遠(yuǎn)高于調(diào)整管Mp的柵極電壓，誤差放大器打開(kāi)PMOS管MPl 1，利用差分放大額外提供充電電 流，調(diào)整管Mp的柵極電壓迅速升高，調(diào)整管Mp的柵源電壓差迅速降低，關(guān)斷調(diào)整管Mp，減少 電流流過(guò)調(diào)整管Mp，輸出電容Co停止充電并開(kāi)始緩慢放電，從而阻止了輸出電壓的進(jìn)一步 升高，并使輸出電壓開(kāi)始回落到正常水平。
[0027] 靜態(tài)時(shí)，PMOS管MPll管不導(dǎo)通，電流升壓反饋電路的差分輸入處于非平衡態(tài)，充 電管不工作，不會(huì)消耗靜態(tài)功耗。
[0028] 圖3為傳統(tǒng)無(wú)片外電容LDO的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)仿真圖。仿真條件：Temp = 27°C，Vin=5V，Ilmd= IOuA ~100mA，即負(fù)載電阻 R L_= 33 Ω ~330K Ω 0
[0029] 圖4為帶有瞬態(tài)增強(qiáng)電路的全集成LDO的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)仿真圖。仿真條件：Temp =27°C，VIN= 5V，I_= IOuA ~100mA，即負(fù)載電阻 R_= 33Ω ~330ΚΩ。
[0030] 由圖3和圖4可知，當(dāng)負(fù)載電流從在IuS的時(shí)間內(nèi)從IOuA躍變到最大負(fù)載電流 IOOmA和從IOOmA躍變到IOuA時(shí)輸出電壓出現(xiàn)欠沖和過(guò)沖，帶有瞬態(tài)增強(qiáng)電路的全集成 LDO的瞬態(tài)響應(yīng)性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的無(wú)片外電容LDO結(jié)構(gòu)，輸出電壓的過(guò)沖和欠沖可控制 在150mV內(nèi)。
[0031] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于全集成LDO的瞬態(tài)增強(qiáng)電路，其特征在于：LDO主控制環(huán)路包括三個(gè)增 益級(jí)別，第一級(jí)為有兩級(jí)增益結(jié)構(gòu)的誤差放大器，第二級(jí)為源極跟隨器，第三級(jí)為功率管輸 出級(jí)，通過(guò)在誤差放大器和功率管輸出級(jí)之間插入源極跟隨器的方式提高瞬態(tài)響應(yīng)，同時(shí) 通過(guò)電流升壓反饋電路提供瞬態(tài)電流，最終提高功率輸入級(jí)的柵極電壓；所述誤差放大器 的輸入級(jí)采用PMOS差分放大結(jié)構(gòu)，輸出級(jí)采用NMOS放大的普通CS結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)在輸出 NMOS管的柵極和漏極間串聯(lián)彌勒補(bǔ)償電容Cl和調(diào)零電阻R3的方式保證誤差放大器的穩(wěn)定 性；所述功率管輸出級(jí)包括調(diào)整管Mp、電阻Rl和電阻R2,調(diào)整管Mp的漏極通過(guò)彌勒補(bǔ)償電 容C2與誤差放大器中MN3的柵極和漏極還有MM的柵極連接；調(diào)整管Mp的漏極通過(guò)輸出 電容Co接地，還通過(guò)串聯(lián)連接的電阻Rl和電阻R2接地；電阻Rl和電阻R2間的引出信號(hào) Vfb與誤差放大器的正輸入端連接，誤差放大器的負(fù)輸入端接基準(zhǔn)電壓源信號(hào)V REF。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于全集成LDO的瞬態(tài)增強(qiáng)電路，其特征在于：所述電流 升壓反饋電路包括NMOS管MN6、NMOS管MN7、NMOS管MN8、PMOS管MP11、PMOS管MP12和 PMOS管MP13,誤差放大器的輸出端接NMOS管MN7的柵極，NMOS管MN7的源極和NMOS管MN8 的源極接NMOS管MN6的漏極，NMOS管MN6的源極接信號(hào)VSS，NMOS管MN6的柵極接偏置信 號(hào)IPl，NMOS管MN7的漏極接PMOS管MPll的柵極和PMOS管MP12的漏極，NMOS管MN8的 柵極接調(diào)整管Mp的柵極，NMOS管MN8的漏極接PMOS管MP13的柵極和PMOS管MP13的漏 極，NMOS管麗12的柵極接NMOS管麗13的柵極，PMOS管MPll的漏極接源極跟隨器的輸出 端，NMOS管MN11、PMOS管MP12和PMOS管MP13的源級(jí)接信號(hào)VIN。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于全集成LDO的瞬態(tài)增強(qiáng)電路，通過(guò)檢測(cè)LDO誤差放大器輸出節(jié)點(diǎn)的瞬態(tài)電壓來(lái)獲取LDO瞬態(tài)感應(yīng)情況。當(dāng)負(fù)載電流由低向高、或者由高向低突變時(shí)，輸出電壓將會(huì)下降或升高，此時(shí)環(huán)路的反饋電壓也會(huì)變化，將引起誤差放大器的輸出瞬態(tài)電壓變化；當(dāng)誤差放大器的輸出節(jié)點(diǎn)電壓遠(yuǎn)低于調(diào)整管的柵極電壓時(shí)，誤差放大器和晶體管之間插入的緩沖級(jí)為調(diào)整管的柵極提供大的下拉電流；當(dāng)誤差放大器的輸出節(jié)點(diǎn)電壓遠(yuǎn)高于調(diào)整管的柵極電壓時(shí)，電流升壓反饋電路開(kāi)始啟動(dòng)，為調(diào)整管柵極提供足夠的充電電流，從而控制導(dǎo)通電流來(lái)滿足負(fù)載要求，并且達(dá)到降低輸出電壓過(guò)沖的效果。仿真結(jié)果顯示，本發(fā)明能夠顯著提高LDO的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力。
【IPC分類】G05F1/56
【公開(kāi)號(hào)】CN105116955
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510649687
【發(fā)明人】吳金, 王燦, 汪超, 陳浩, 鄭麗霞, 孫偉鋒
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日