CN103389763A - 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法 - Google Patents

一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103389763A
CN103389763A CN201210148461.4A CN201210148461A CN103389763A CN 103389763 A CN103389763 A CN 103389763A CN 201210148461 A CN201210148461 A CN 201210148461A CN 103389763 A CN103389763 A CN 103389763A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
pmos
psrr
ldo
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201210148461.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd filed Critical Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Priority to CN201210148461.4A priority Critical patent/CN103389763A/zh
Publication of CN103389763A publication Critical patent/CN103389763A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供的一种低压差线性稳压器(LDO),所述LDO包括电源抑制比(PSRR)提高电路和低压差稳压电路,所述PSRR提高电路在输入电压有高频小信号时,放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益;本发明同时还提供一种LDO的PSRR提高方法,通过本发明的方案,能够在不影响低压差稳压电路的零/极点的情况下,提高LDO在输入电压有高频小信号时的PSRR,特别是在小信号频率高于100KHz时,LDO的PSRR提高更为显著。

Description

一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法
技术领域
本发明涉及低压差线性稳压技术,尤其涉及一种低压差线性稳压器(LDO,Low Dropout regulator)及其电源抑制比(PSRR)提高方法。
背景技术
在输入电压与输出电压很接近的时候,通常会选用LDO进行直流变直流(DC-DC)的转换。目前的LDO一般只保证在输入电压的小信号频率低于10KHz时,电源抑制比(PSRR)达到50dB以上,而当输入电压的小信号频率高于100KHz时,PSRR往往下降到40dB以下。
图1为一种LDO,如图1所示,误差放大器(EA,Error Amplifier)的正输入端接收参考电压Vref,负输入端连接分压电阻R1与采样电阻R2的相连处,输出端连接作为调整管的N型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS,N-Metal-Oxid-Semiconductor)N1的栅极,NMOS N1的源极接地,漏极连接P型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOS,P-Metal-Oxid-Semiconductor)P3的栅极和漏极、以及PMOS P4的栅极,所述PMOS P3和PMOS P4连接成共源共栅的电流镜,PMOS P4的漏极连接分压电阻R1,并作为输出端连接负载,这里,负载为电容Cload和电阻Rload。
图1所示LDO在工作时,EA放大参考电压Vref与采样电阻R2的采样电压的差值,根据该差值对NMOS N1的压降进行控制,由于PMOS P3和PMOSP4连接成共源共栅的电流镜,从而对输出端的电压进行控制,也即控制负载电流Iload。但是,该LDO在输入电压的小信号频率高于100KHz时,PSRR往往达不到理想的要求,特别是在负载电流Iload为1mA或10mA、输入电压的小信号频率高于100KH时,PSRR下降幅度过大,无法满足设计需要。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明的主要目的在于提供一种LDO及其PSRR提高方法。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供的一种LDO,该LDO包括:PSRR提高电路和低压差稳压电路,其中,
PSRR提高电路,配置为在输入电压有高频小信号时,放大所述高频小信号,并将放大后的高频小信号传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益;
低压差稳压电路,配置为对输入电流进行调节,产生稳定的输出电压。
本发明提供的一种LDO的PSRR提高方法,在LDO中设置PSRR提高电路;该方法还包括:
在输入电压有高频小信号时,所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益。
本发明实施例提供的LDO及其PSRR提高方法,所述LDO包括PSRR提高电路和低压差稳压电路,所述PSRR提高电路在输入电压有高频小信号时,放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益;如此,能够在不影响低压差稳压电路的零/极点的情况下,提高LDO在输入电压有高频小信号时的PSRR,特别是在小信号频率高于100KHz时,LDO的PSRR提高更为显著。
附图说明
图1为现有技术中LDO的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的LDO的结构示意图;
图3为本发明图2所示实施例的具体电路示意图;
图4为本发明对没有PSRR提高电路的LDO和有PSRR提高电路的LDO进行PSRR测试的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是:在LDO中设置PSRR提高电路,在输入电压有高频小信号时,所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益,从而提高LDO的PSRR。
这里,所述高频小信号是指频率高于100KHz的小信号。
下面通过附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明实施例提供的一种LDO,如图2所示,该LDO包括:PSRR提高电路21和低压差稳压电路22,其中,
PSRR提高电路21,配置为在输入电压有高频小信号时,放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路22的输出增益节点,增加低压差稳压电路22的增益;
低压差稳压电路22,配置为对输入电流进行调节,产生低压差的、稳定的输出电压;
所述PSRR提高电路21包括配置有RC滤波器的第一电流镜211,所述第一电流镜211包括第一分支电路31、RC滤波器32和第二分支电路33,其中,
第一分支电路31工作为跟随器,配置为快速响应所述高频小信号;
RC滤波器32,配置为阻断第一分支电路31向第二分支电路33传导的高频小信号;
第二分支电路33工作为共栅放大电路,配置为放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路22的输出增益节点;
具体的,如图3所示,该PSRR提高电路21包括:PMOS P1、PMOS P2、电流源B1、电阻Rf、电容Cf,其中,PMOS P1和电流源B1构成第一分支电路31,电阻Rf和电容Cf构成RC滤波器32,PMOS P2构成第二分支电路33;
所述PMOS P1和PMOS P2的源极都连接输入电压,PMOS P1和PMOS P2的栅极通过电阻Rf连接;电容Cf一端连接PMOS P2的栅极,另一端接地;电流源B1一端连接PMOS P1的漏极,另一端接地;PMOS P2的漏极连接低压差稳压电路22的输出增益节点net2;
在输入电压有高频小信号时,PMOS P1和电流源B1工作为跟随器快速响应所述高频小信号,电阻Rf和电容Cf构成RC滤波器,阻断PMOS P1传导的高频小信号,保证PMOS P2的栅极处节点net1的电压稳定,PMOS P2工作为共栅放大电路,放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路22的输出增益节点net2。
所述低压差稳压电路22一般包括第二电流镜221和负反馈电路222,其中,
所述第二电流镜221,配置为产生输出电压;所述负反馈电路222,配置为根据输出电压调节输入电流,保持输出电压稳定;
具体的,如图3所示,所述低压差稳压电路22包括:EA、NMOS N1、PMOSP3、PMOS P4、分压电阻R1、采样电阻R2;其中,PMOS P3和PMOS P4构成第二电流镜221,EA、NMOS N1、分压电阻R1和采样电阻R2构成负反馈电路222;所述EA的正输入端接收参考电压Vref,负输入端连接分压电阻R1与采样电阻R2的相连处,输出端连接作为调整管的NMOS N1的栅极,NMOSN1的源极接地,漏极连接PMOS P3的栅极和漏极、PMOS P4的栅极、以及PSRR提高电路中PMOS P2的漏极,所述PMOS P3和PMOS P4连接成共源共栅的电流镜,PMOS P4的漏极连接分压电阻R1,并作为输出端连接负载,这里负载为电容Cload和电阻Rload;
在正常工作时,EA放大参考电压Vref与采样电阻R2的采样电压的差值,根据该差值对NMOS N1的压降进行控制,由于PMOS P3和PMOS P4连接成共源共栅的第二电流镜,从而通过控制NMOS N1的压降对输出端的电压进行控制,也即对负载电流Iload进行控制;
在输入电压有高频小信号时,所述PMOS P3和PMOS P4的栅极处节点net2为输出增益节点,输出增益节点net2处因为接收到被放大的所述高频小信号,所以,输出增益节点net2处增加的增益为gm2×r2,所述gm2为PMOS P2的跨导,所述r2为输出增益节点net2的小信号电阻。由于环路带宽所限,所述NMOS N1的栅极处节点net3响应缓慢,可以看作固定电压,所述NMOS N1等效为电流源,所述r2可以忽略,输出增益节点net2的增益为gm2×gm3,所述gm3为PMOS P3的跨导。这样,增加了低压差稳压电路22的增益,也就相应的提高了LDO的PSRR。
为了实现上述LDO,本发明实施例还提供了一种LDO的PSRR提高方法,该方法包括:在LDO中设置PSRR提高电路,在输入电压有高频小信号时,所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益;
所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,具体为:所述PSRR提高电路的第一分支电路工作为跟随器,快速响应所述高频小信号,所述PSRR提高电路的RC滤波器阻断所述第一分支电路向所述PSRR提高电路的第二分支电路传导的高频小信号,所述第二分支电路工作为共栅放大电路,放大所述高频小信号。
下面通过对没有PSRR提高电路的LDO和有PSRR提高电路的LDO进行PSRR测试,比较两个电路PSRR的差别。
图4中,虚线表示没有PSRR提高电路的LDO的PSRR,实线表示有PSRR提高电路的LDO的PSRR。其中,第(1)幅图为负载电流Iload=1mA的测试结果;第(2)幅图为负载电流Iload=10mA的测试结果;第(3)幅图为负载电流Iload=20mA的测试结果;第(4)幅图为负载电流Iload=50mA的测试结果;第(5)幅图为负载电流Iload=100mA的测试结果;第(6)幅图为负载电流Iload=150mA的测试结果;第(7)幅图为负载电流Iload=200mA的测试结果;第(8)幅图为负载电流Iload=240mA的测试结果。可以看出,在输入电压的小信号频率高于100KHz时,有PSRR提高电路的LDO的PSRR明显要高于没有PSRR提高电路的LDO的PSRR,因此,本发明实施例的方案能够提高LDO在输入电压有高频小信号时的PSRR,特别是在小信号频率高于100KHz时,LDO的PSRR提高更为显著。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低压差线性稳压器(LDO),其特征在于,该LDO包括:电源抑制比(PSRR)提高电路和低压差稳压电路,其中,
PSRR提高电路,配置为在输入电压有高频小信号时,放大所述高频小信号,并将放大后的高频小信号传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益;
低压差稳压电路,配置为对输入电流进行调节,产生稳定的输出电压。
2.根据权利要求1所述的LDO,其特征在于,所述PSRR提高电路包括配置有RC滤波器的第一电流镜。
3.根据权利要求2所述的LDO,其特征在于,所述第一电流镜包括第一分支电路、RC滤波器和第二分支电路,其中,
第一分支电路工作为跟随器,配置为快速响应所述高频小信号;
RC滤波器,配置为阻断第一分支电路向第二分支电路传导的高频小信号;
第二分支电路工作为共栅放大电路,配置为放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点。
4.根据权利要求3所述的LDO,其特征在于,所述PSRR提高电路包括:PMOS(P1)、PMOS(P2)、电流源(B1)、电阻(Rf)、电容(Cf),其中,PMOS(P1)和电流源(B1)构成所述第一分支电路,电阻(Rf)和电容(Cf)构成所示RC滤波器,PMOS(P2)构成所述第二分支电路;
所述PMOS(P1)和PMOS(P2)的源极都连接输入电压,PMOS(P1)和PMOS(P2)的栅极通过电阻(Rf)连接;电容(Cf)一端连接PMOS(P2)的栅极,另一端接地;电流源(B1)一端连接PMOS(P1)的漏极,另一端接地;PMOS(P2)的漏极连接低压差稳压电路的输出增益节点。
5.根据权利要求4所述的LDO,其特征在于,所述低压差稳压电路包括第二电流镜和负反馈电路,其中,
第二电流镜,配置为产生输出电压;
负反馈电路,配置为根据输出电压调节输入电流,保持输出电压稳定。
6.根据权利要求5所述的LDO,其特征在于,所述低压差稳压电路包括:误差放大器(EA)、NMOS(N1)、PMOS(P3)、PMOS(P4)、分压电阻(R1)、采样电阻(R2);其中,PMOS(P3)和PMOS(P4)构成第二电流镜,EA、NMOS(N1)、分压电阻(R1)和采样电阻(R2)构成负反馈电路;
所述EA的正输入端接收参考电压,负输入端连接分压电阻(R1)与采样电阻(R2)的相连处,输出端连接NMOS(N1)的栅极,NMOS(N1)的源极接地,漏极连接PMOS(P3)的栅极和漏极、PMOS(P4)的栅极、以及PSRR提高电路中PMOS(P2)的漏极,所述PMOS(P3)和PMOS(P4)连接成共源共栅的电流镜,PMOS(P4)的漏极连接分压电阻(R1),并作为输出端连接负载。
7.一种LDO的PSRR提高方法,其特征在于,在LDO中设置PSRR提高电路;该方法还包括:
在输入电压有高频小信号时,所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,并传送至低压差稳压电路的输出增益节点,增加低压差稳压电路的增益。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述PSRR提高电路放大所述高频小信号,具体为:所述PSRR提高电路的第一分支电路工作为跟随器,快速响应所述高频小信号,所述PSRR提高电路的RC滤波器阻断所述第一分支电路向所述PSRR提高电路的第二分支电路传导的高频小信号,所述第二分支电路工作为共栅放大电路,放大所述高频小信号。
CN201210148461.4A 2012-05-09 2012-05-09 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法 Pending CN103389763A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210148461.4A CN103389763A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210148461.4A CN103389763A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103389763A true CN103389763A (zh) 2013-11-13

Family

ID=49534059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210148461.4A Pending CN103389763A (zh) 2012-05-09 2012-05-09 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103389763A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104122931A (zh) * 2014-07-25 2014-10-29 电子科技大学 一种具有高电源抑制比特性的低压差线性稳压器
CN105138064A (zh) * 2015-08-04 2015-12-09 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种高带宽高电源纹波抑制比的低压差线性稳压器电路
CN105159383A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 电子科技大学 一种具有高电源抑制比特性的低压差线性稳压器
CN106094966A (zh) * 2016-08-25 2016-11-09 黄继颇 一种宽频高电源抑制比的线性稳压器
CN107491129B (zh) * 2017-08-09 2018-11-09 电子科技大学 一种高电源抑制比的低压差线性稳压器
CN109240401A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 光梓信息科技(上海)有限公司 低压差线性稳压电路
CN111522383A (zh) * 2020-05-20 2020-08-11 上海维安半导体有限公司 一种应用于超低功耗ldo中的动态偏置电流提升方法
CN113867472A (zh) * 2017-06-16 2021-12-31 苹果公司 用于向负载提供电压的电路、操作稳压器的方法和稳压器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359427B1 (en) * 2000-08-04 2002-03-19 Maxim Integrated Products, Inc. Linear regulators with low dropout and high line regulation
US6507179B1 (en) * 2001-11-27 2003-01-14 Texas Instruments Incorporated Low voltage bandgap circuit with improved power supply ripple rejection
US6541946B1 (en) * 2002-03-19 2003-04-01 Texas Instruments Incorporated Low dropout voltage regulator with improved power supply rejection ratio
EP1439444A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-21 Dialog Semiconductor GmbH Low drop out voltage regulator having a cascode structure
US20050040807A1 (en) * 2003-08-20 2005-02-24 Broadcom Corporation Power management unit for use in portable applications
CN2849790Y (zh) * 2004-12-20 2006-12-20 Bcd半导体制造有限公司 提高低频电源抑制比的辅助电路、电压调节器和电路装置
CN101271344A (zh) * 2008-05-15 2008-09-24 北京中星微电子有限公司 一种高电源噪声抑制的低压差电压调节器
CN202711104U (zh) * 2012-05-09 2013-01-30 快捷半导体(苏州)有限公司 一种低压差线性稳压器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359427B1 (en) * 2000-08-04 2002-03-19 Maxim Integrated Products, Inc. Linear regulators with low dropout and high line regulation
US6507179B1 (en) * 2001-11-27 2003-01-14 Texas Instruments Incorporated Low voltage bandgap circuit with improved power supply ripple rejection
US6541946B1 (en) * 2002-03-19 2003-04-01 Texas Instruments Incorporated Low dropout voltage regulator with improved power supply rejection ratio
EP1439444A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-21 Dialog Semiconductor GmbH Low drop out voltage regulator having a cascode structure
US20050040807A1 (en) * 2003-08-20 2005-02-24 Broadcom Corporation Power management unit for use in portable applications
CN2849790Y (zh) * 2004-12-20 2006-12-20 Bcd半导体制造有限公司 提高低频电源抑制比的辅助电路、电压调节器和电路装置
CN101271344A (zh) * 2008-05-15 2008-09-24 北京中星微电子有限公司 一种高电源噪声抑制的低压差电压调节器
CN202711104U (zh) * 2012-05-09 2013-01-30 快捷半导体(苏州)有限公司 一种低压差线性稳压器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104122931A (zh) * 2014-07-25 2014-10-29 电子科技大学 一种具有高电源抑制比特性的低压差线性稳压器
CN104122931B (zh) * 2014-07-25 2015-10-21 电子科技大学 一种具有高电源抑制比特性的低压差线性稳压器
CN105138064A (zh) * 2015-08-04 2015-12-09 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种高带宽高电源纹波抑制比的低压差线性稳压器电路
CN105159383A (zh) * 2015-08-24 2015-12-16 电子科技大学 一种具有高电源抑制比特性的低压差线性稳压器
CN106094966A (zh) * 2016-08-25 2016-11-09 黄继颇 一种宽频高电源抑制比的线性稳压器
CN106094966B (zh) * 2016-08-25 2019-08-16 安徽赛腾微电子有限公司 一种宽频高电源抑制比的线性稳压器
CN113867472A (zh) * 2017-06-16 2021-12-31 苹果公司 用于向负载提供电压的电路、操作稳压器的方法和稳压器
CN107491129B (zh) * 2017-08-09 2018-11-09 电子科技大学 一种高电源抑制比的低压差线性稳压器
CN109240401A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 光梓信息科技(上海)有限公司 低压差线性稳压电路
CN109240401B (zh) * 2018-09-05 2020-10-27 光梓信息科技(上海)有限公司 低压差线性稳压电路
CN111522383A (zh) * 2020-05-20 2020-08-11 上海维安半导体有限公司 一种应用于超低功耗ldo中的动态偏置电流提升方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103389763A (zh) 一种低压差线性稳压器及其电源抑制比提高方法
US9389620B2 (en) Apparatus and method for a voltage regulator with improved output voltage regulated loop biasing
CN103135648B (zh) 低压差线性稳压器
CN202486643U (zh) 高带宽低压差线性稳压源及***级芯片
CN104750150A (zh) 稳压器及电子设备
CN105446404A (zh) 低压差线性稳压器电路、芯片和电子设备
CN103023324A (zh) 一种具有高负载调整率的快速瞬态响应dc-dc开关变换器
CN103412602B (zh) 一种无电容型低压差线性稳压器
CN104699153A (zh) 低压差线性稳压器
CN101943925B (zh) 一种用于电压调节器的放电电路
CN102629147A (zh) 电压调节器
CN101931375A (zh) 具有高电源抑制比的放大电路
CN104714586A (zh) 稳压器
CN104950970A (zh) 稳压器
CN102769433A (zh) 采用nmos调整管的射频功率放大器功率控制电路
CN202711104U (zh) 一种低压差线性稳压器
CN108021177A (zh) 基于nmos的电压调节器
CN104714585A (zh) 稳压器
CN102081418B (zh) 线性稳压电路
CN104615185B (zh) 一种基准电压源启动电路
CN208351364U (zh) 一种线性稳压电路
CN106168827B (zh) 电压调节器
CN102624344A (zh) 一种功率放大装置
CN106227287B (zh) 具有保护电路的低压差线性稳压器
CN104317345A (zh) 一种基于有源反馈网络实现的低压差线性稳压器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131113