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 PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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
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。
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)
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)
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 |
-
2012
- 2012-05-09 CN CN201210148461.4A patent/CN103389763A/zh active Pending
Patent Citations (8)
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)
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 |