CN115840483A - 一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，包括：动态偏置误差放大电路，用于对基准电压和反馈电压进行钳位，以使稳压器能够获得稳定的输出电压；瞬态增强电路，用于降低输出电压的上冲和下冲，以增强稳压器的瞬态响应性能；动态偏置负反馈缓冲电路，连接动态偏置误差放大电路和瞬态增强电路，用于驱动电路中的大尺寸功率管，并进一步增强电路稳定性。本发明一方面采用了一个瞬态增强电路，在不增加片外电容的情况下，更好地抑制了上冲和下冲，使得电路具有更高的瞬态响应特性；另一方面利用了一个动态偏置负反馈缓冲电路，降低输出电阻，提高电路稳定性。

Description

一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器。

背景技术

低压差线性稳压器是模拟集成电路中电源管理领域非常重要的模块，其主要是将DC端提供的电源转换为稳定电压从而为其他模块供电。传统的低压差线性稳压器主要由误差放大器、缓冲器、功率管和反馈电阻网络构成，其利用误差放大器将反馈电阻网络中的反馈电压和基准电压钳位住，从而获得和基准电压成一定比例的稳定电压。

在实际中，负载电路的电流不是恒定不变的，而是会快速变化的。尤其是现在发展越来越迅速的高速电路，其负载电流的快速跳变会使低压差线性稳压器的输出电压产生上冲和下冲，从而降低稳压器的瞬态响应性能，并且还会对负载电路引入噪声等非理想因素。

传统的低压差线性稳压器通常依靠较大的片外电容抑制上冲和下冲，但这种抑制效果依然有限，并且不可能持续地增大片外电容来改善瞬态响应，因为会占用很大的面积。此外，由于误差放大器不能驱动大尺寸的功率管，传统低压差线性稳压器中通常会在中间用源随器做缓冲器，但当输出电压变化时，其增益会发生变化从而引起稳定性的降低。

因此，如何设计一种具有高瞬态响应和高稳定性的低压差线性稳压器成为了当下研究的热点。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，包括：动态偏置误差放大电路、动态偏置负反馈缓冲电路和瞬态增强电路；其中，

所述动态偏置误差放大电路用于对基准电压和反馈电压进行钳位，以使稳压器能够获得稳定的输出电压；

所述瞬态增强电路用于降低所述输出电压的上冲和下冲，以增强稳压器的瞬态响应性能；

所述动态偏置负反馈缓冲电路连接所述动态偏置误差放大电路和所述瞬态增强电路，用于驱动电路中的大尺寸功率管，并进一步增强电路稳定性。

在本发明的一个实施例中，所述动态偏置误差放大电路包括PMOS管PM1、PMOS管PM2、PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6、PMOS管PM7、PMOS管PM8、NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4、NMOS管NM5、NMOS管NM6、电阻R1、电阻R2以及电容C1；其中，

所述PMOS管PM1的源极、所述PMOS管PM2的源极、所述PMOS管PM3的源极、所述PMOS管PM4的源极、所述PMOS管PM5的源极以及所述PMOS管PM8的源极共同连接至电源电压VDD端；

所述PMOS管PM1的栅极与所述PMOS管PM2的栅极、所述PMOS管PM2的漏极、所述NMOS管NM2的漏极、所述PMOS管PM5的栅极、PMOS管PM8的栅极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路的第一输出端连接至所述动态偏置负反馈缓冲电路的第一输入端；

所述PMOS管PM1的漏极与所述NMOS管NM1的漏极、所述NMOS管NM1的栅极以及所述NMOS管NM2的栅极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路的第二输出端输出偏置电压vb1至所述瞬态增强电路的第一输入端；

所述PMOS管PM3的栅极和漏极相连，并共同连接所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM3的漏极；

所述PMOS管PM4的漏极与所述PMOS管PM5的漏极、所述PMOS管PM6的源极以及所述PMOS管PM7的源极相连；

所述PMOS管PM6的漏极与所述NMOS管NM4的漏极和栅极、所述NMOS管NM5的栅极相连；

所述PMOS管PM7的漏极与所述NMOS管NM5的漏极、所述NMOS管NM6的栅极相连后，依次通过所述电容C1和电阻R2连接所述PMOS管PM8的漏极和所述NMOS管NM6的漏极；

所述PMOS管PM8的漏极和所述NMOS管NM6的漏极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路的第三输出端连接所述动态偏置负反馈缓冲电路的第二输入端和所述瞬态增强电路的第二输入端；

所述PMOS管PM6的栅极作为所述动态偏置误差放大电路的第一输入端接入基准电压vref；

所述PMOS管PM7的栅极作为所述动态偏置误差放大电路的第二输入端接入反馈电压vfb；

所述NMOS管NM3的栅极作为所述动态偏置误差放大电路的第三输入端连接所述瞬态增强电路第一输出端；

所述NMOS管NM1的源极、所述NMOS管NM3的源极、所述NMOS管NM4的源极、所述NMOS管NM5的源极以及所述NMOS管NM6的源极共同连接至公共地端；所述NMOS管NM2的源极通过所述电阻R1连接至公共地端。

在本发明的一个实施例中，所述动态偏置负反馈缓冲电路包括动态偏置源随器和负反馈环路；其中，

所述动态偏置源随器用于实现电路的动态偏置；

所述负反馈环路用于稳定所述动态偏置源随器的增益，以提高电路稳定性。

在本发明的一个实施例中，所述动态偏置源随器包括基础源随器电路和动态偏置电路；其中，

所述基础源随器电路包括PMOS管PM9和PMOS管PM10；

所述PMOS管PM9的栅极作为所述动态偏置负反馈缓冲电路的第一输入端连接所述动态偏置误差放大电路的第一输出端；

所述PMOS管PM9的源极连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM9的漏极与所述PMOS管PM10的源极相连；

所述PMOS管PM10的栅极作为所述动态偏置负反馈缓冲电路的第二输入端连接所述动态偏置误差放大电路的第三输出端；

所述动态偏置电路包括PMOS管PM13、NMOS管NM7和NMOS管NM9；

所述PMOS管PM13的源极连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM13的栅极与所述PMOS管PM9的漏极相连；

所述PMOS管PM13的漏极与所述NMOS管NM7的栅极、所述NMOS管NM9的栅极和漏极相连；

所述NMOS管NM7的漏极与所述PMOS管PM10的漏极相连；

所述NMOS管NM7的源极和所述NMOS管NM9的源极均连接至公共地端。

在本发明的一个实施例中，所述负反馈环路包括PMOS管PM11、PMOS管PM12、所述PMOS管PM13、NMOS管NM8和所述NMOS管NM9；其中，

所述PMOS管PM11的源极和所述PMOS管PM12的源极均连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM11的栅极与所述PMOS管PM12的栅极和漏极以及所述NMOS管NM8的漏极相连；

所述PMOS管PM11的漏极与所述PMOS管PM13的栅极、所述PMOS管PM9的漏极、所述PMOS管PM10的源极相连，并作为所述动态偏置负反馈缓冲电路的输出端连接所述瞬态增强电路的第三输入端；

所述NMOS管NM8的栅极和所述NMOS管NM9的栅极相连；

所述NMOS管NM8的源极连接公共地端。

在本发明的一个实施例中，所述瞬态增强电路包括PMOS管PM14、PMOS管PM15、PMOS管PM16、PMOS管MP、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12、NMOS管NM13、电容C2、电容C3、电容C4、电容CL、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9；其中，

所述PMOS管PM14的源极与所述PMOS管PM15的源极、所述PMOS管PM16的源极、所述PMOS管MP的源极以及所述电阻R5的一端相连，并共同连接至电源电压VDD端；

所述PMOS管PM14的栅极和漏极、所述PMOS管PM15的栅极、所述NMOS管NM10的漏极相连，且其公共端依次通过所述电容C3和所述电容C4连接至所述NMOS管NM11的栅极；

所述PMOS管PM15的漏极与所述NMOS管NM11的漏极、所述NMOS管NM12的栅极相连；

所述电阻R5的另一端与所述PMOS管PM16的栅极、所述NMOS管NM12的漏极相连；

所述PMOS管MP的栅极作为所述瞬态增强电路的第三输入端连接所述动态偏置负反馈缓冲电路的输出端；

所述电容C3和所述电容C4的公共端作为所述瞬态增强电路的第二输入端依次通过所述电阻R3和所述电容C2连接所述动态偏置误差放大电路的第三输出端；

所述电阻R4连接在所述NMOS管NM11的漏极和栅极之间；

所述NMOS管NM12的漏极作为所述瞬态增强电路第一输出端连接所述动态偏置误差放大电路的第三输入端；

所述PMOS管PM16的漏极与所述NMOS管NM13的栅极相连；

所述NMOS管NM13的栅极通过所述电阻R6连接至公共地端；

所述PMOS管MP的漏极依次通过所述电阻R7和所述电阻R8连接公共地端；

所述电阻R7和所述电阻R8的公共端产生反馈电压vfb并输入至所述动态偏置误差放大电路的第二输入端；

所述电容CL和所述电阻R9串接在所述PMOS管MP的漏极和公共地端之间；

所述NMOS管NM10的源极、所述NMOS管NM11的源极、所述NMOS管NM12的源极以及所述NMOS管NM13的源极均连接至公共地端；

所述电容C3和所述电容C4的公共端、所述NMOS管NM13的漏极、所述PMOS管MP的漏极相连，并作为整个稳压器的输出端。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的低压差线性稳压器一方面采用了一个瞬态增强电路，在不增加片外电容的情况下，更好地抑制了上冲和下冲，使得电路具有更高的瞬态响应特性；另一方面利用一个动态偏置负反馈缓冲电路，降低输出电阻，提高电路稳定性；

2、本发明设计的动态偏置负反馈缓冲电路包括动态偏置源随器和负反馈环路，其中，源随器能够跟随负载电流实现动态偏置，负反馈环路能够稳定源随器的增益，两种结构均能降低输出电阻，提高电路稳定性；并且两种电路采用电路复用结构，降低了电路复杂度，减小了芯片面积；

3、本发明设计的动态偏置负反馈缓冲电路中的负反馈环路不仅能稳定源随器增益，还能增强电路的电源抑制比。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器的结构框图；

图2为本发明实施例提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器的电路图；

图3为本发明的低压差线性稳压器和传统稳压器输出电压对比的测试结果图；

图4为本发明的低压差线性稳压器负载调整率的测试结果图；

图5为本发明的低压差线性稳压器的相位裕度随负载电流变化的测试结果图；

图6为本发明的低压差线性稳压器的电源抑制比随频率变化的测试结果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1为本发明实施例提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器的结构框图，其包括：动态偏置误差放大电路1、动态偏置负反馈缓冲电路2和瞬态增强电路3；其中，

动态偏置误差放大电路1用于对基准电压和反馈电压进行钳位，以使稳压器能够获得稳定的输出电压；

瞬态增强电路3用于降低输出电压的上冲和下冲，以增强稳压器的瞬态响应性能；

动态偏置负反馈缓冲电路2连接动态偏置误差放大电路1和瞬态增强电路3，用于驱动电路中的大尺寸功率管，并进一步增强电路稳定性。

进一步的，请参见图2，图2为本发明实施例提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器的电路图。

具体的，动态偏置误差放大电路1包括PMOS管PM1、PMOS管PM2、PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6、PMOS管PM7、PMOS管PM8、NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4、NMOS管NM5、NMOS管NM6、电阻R1、电阻R2以及电容C1；其中，

PMOS管PM1的源极、PMOS管PM2的源极、PMOS管PM3的源极、PMOS管PM4的源极、PMOS管PM5的源极以及PMOS管PM8的源极共同连接至电源电压VDD端；

PMOS管PM1的栅极与PMOS管PM2的栅极、PMOS管PM2的漏极、NMOS管NM2的漏极、PMOS管PM5的栅极、PMOS管PM8的栅极相连，并作为动态偏置误差放大电路1的第一输出端连接至动态偏置负反馈缓冲电路2的第一输入端；

PMOS管PM1的漏极与NMOS管NM1的漏极、NMOS管NM1的栅极以及NMOS管NM2的栅极相连，并作为动态偏置误差放大电路1的第二输出端输出偏置电压vb1至瞬态增强电路3的第一输入端；

PMOS管PM3的栅极和漏极相连，并共同连接PMOS管PM4的栅极和NMOS管NM3的漏极；

PMOS管PM4的漏极与PMOS管PM5的漏极、PMOS管PM6的源极以及PMOS管PM7的源极相连；

PMOS管PM6的漏极与NMOS管NM4的漏极和栅极、NMOS管NM5的栅极相连；

PMOS管PM7的漏极与NMOS管NM5的漏极、NMOS管NM6的栅极相连后，并依次通过电容C1和电阻R2连接PMOS管PM8的漏极和NMOS管NM6的漏极；

PMOS管PM8的漏极和NMOS管NM6的漏极相连，并作为动态偏置误差放大电路1的第三输出端连接动态偏置负反馈缓冲电路2的第二输入端和瞬态增强电路3的第二输入端；

PMOS管PM6的栅极作为动态偏置误差放大电路1的第一输入端，也即负输入端接入基准电压vref；

PMOS管PM7的栅极作为动态偏置误差放大电路1的第二输入端，也即正输入端接入反馈电压vfb；

NMOS管NM3的栅极作为动态偏置误差放大电路1的第三输入端连接瞬态增强电路3第一输出端；

NMOS管NM1的源极、NMOS管NM3的源极、NMOS管NM4的源极、NMOS管NM5的源极以及NMOS管NM6的源极共同连接至公共地端；NMOS管NM2的源极通过电阻R1连接至公共地端。

进一步的，请继续参见图2，动态偏置负反馈缓冲电路2包括动态偏置源随器和负反馈环路；其中，

动态偏置源随器用于实现电路的动态偏置；

负反馈环路用于稳定动态偏置源随器的增益，以提高电路稳定性。

具体的，动态偏置源随器包括基础源随器电路和动态偏置电路；其中，

基础源随器电路包括PMOS管PM9和PMOS管PM10；

PMOS管PM9的栅极作为动态偏置负反馈缓冲电路2的第一输入端连接动态偏置误差放大电路1的第一输出端；

PMOS管PM9的源极连接电源电压VDD端；

PMOS管PM9的漏极与PMOS管PM10的源极相连；

PMOS管PM10的栅极作为动态偏置负反馈缓冲电路2的第二输入端连接动态偏置误差放大电路1的第三输出端；

动态偏置电路包括PMOS管PM13、NMOS管NM7和NMOS管NM9；

PMOS管PM13的源极连接电源电压VDD端；

PMOS管PM13的栅极与PMOS管PM9的漏极相连；

PMOS管PM13的漏极与NMOS管NM7的栅极、NMOS管NM9的栅极和漏极相连；

NMOS管NM7的漏极与PMOS管PM10的漏极相连；

NMOS管NM7的源极和NMOS管NM9的源极均连接至公共地端。

负反馈环路包括PMOS管PM11、PMOS管PM12、PMOS管PM13、NMOS管NM8和NMOS管NM9；其中，

PMOS管PM11的源极和PMOS管PM12的源极均连接电源电压VDD端；

PMOS管PM11的栅极与PMOS管PM12的栅极和漏极以及NMOS管NM8的漏极相连；

PMOS管PM11的漏极与PMOS管PM13的栅极、PMOS管PM9的漏极、PMOS管PM10的源极相连，并作为动态偏置负反馈缓冲电路2的输出端连接瞬态增强电路3的第三输入端；

NMOS管NM8的栅极和NMOS管NM9的栅极相连；

NMOS管NM8的源极连接公共地端。

进一步的，请继续参见图2，其中，瞬态增强电路3包括PMOS管PM14、PMOS管PM15、PMOS管PM16、PMOS管MP、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12、NMOS管NM13、电容C2、电容C3、电容C4、电容CL、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9；其中，

PMOS管PM14的源极与PMOS管PM15的源极、PMOS管PM16的源极、PMOS管MP的源极以及电阻R5的一端相连，并共同连接电源电压VDD端；

PMOS管PM14的栅极和漏极、PMOS管PM15的栅极、NMOS管NM10的漏极相连，且其公共端依次通过电容C3和电容C4连接至NMOS管NM11的栅极；

PMOS管PM15的漏极与NMOS管NM11的漏极、NMOS管NM12的栅极相连；

电阻R5的另一端与PMOS管PM16的栅极、NMOS管NM12的漏极相连；

PMOS管MP的栅极作为瞬态增强电路3的第三输入端连接动态偏置负反馈缓冲电路2的输出端；

电容C3和电容C4的公共端作为瞬态增强电路3的第二输入端依次通过电阻R3和电容C2连接动态偏置误差放大电路1的第三输出端；

电阻R4连接在NMOS管NM11的漏极和栅极之间；

NMOS管NM12的漏极作为瞬态增强电路3第一输出端连接动态偏置误差放大电路1的第三输入端；

PMOS管PM16的漏极与NMOS管NM13的栅极相连；

NMOS管NM13的栅极通过电阻R6连接至公共地端；

PMOS管MP的漏极依次通过电阻R7和电阻R8连接公共地端；

电阻R7和电阻R8的公共端产生反馈电压vfb并输入至动态偏置误差放大电路1的第二输入端；

电容CL和电阻R9串接在PMOS管MP的漏极和公共地端之间；

NMOS管NM10的源极、NMOS管NM11的源极、NMOS管NM12的源极以及NMOS管NM13的源极均连接至公共地端；

电容C3和电容C4的公共端、NMOS管NM13的漏极、PMOS管MP的漏极相连，并作为整个稳压器的输出端。

具体的，本实施例提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器的各个电路模块的工作原理如下：

在动态偏置误差放大电路1中，其负输入端为基准电压vref，正输入端为反馈网络电阻分压得到的vfb，通过动态偏置误差放大电路的钳位作用使vfb与基准电压相等。

其中，PMOS管PM3、PMOS管PM4和NMOS管NM3起到提供动态偏置电流的作用。当负载电流变大时，流经功率管的电流也会增加，输出电压Vout会变小，电容C4将电压变化耦合到NMOS管NM11的栅极，然后NMOS管NM12的栅极电压变小，其漏极电压vsen变大，即NMOS管NM3的栅极电压增加，其漏端电流就会增加，再利用PMOS管PM3和PMOS管PM4构成电流镜的镜像作用，流过PMOS管PM4的电流增加，即误差放大器的尾电流增加，误差放大器能够获得更多的驱动电流，从而使输出的静态工作点不会随负载电流变化发生大的波动，进而获得更好的稳定性。

在动态偏置负反馈缓冲电路2中，其主要包括两部分，即可随负载调节的源随器和负反馈环路。其中，PMOS管PM9和PMOS管PM10构成基础的源随器，PMOS管PM9为其提供偏置电流。

PMOS管PM13、NMOS管NM7和NMOS管NM9为缓冲器的动态偏置电路，当负载电流由轻负载变为重负载时，为了维持输出电压稳定，功率管MP的栅极电压降低，即PMOS管PM13的栅极电压降低，其漏端电流增大，通过NMOS管NM7和NMOS管NM9构成的电流镜镜像作用，NMOS管NM7的电流会增大，即流过源随器的电流会增大，源随器的输出电阻就会降低，从而将此处的极点推至高频，获得更好的稳定性。

PMOS管PM11、PMOS管PM12、PMOS管PM13、NMOS管NM8和NMOS管NM9构成缓冲器的负反馈环路。若缓冲器输出电压降低，则PMOS管PM11的栅极、PMOS管PM12的漏极和NMOS管NM8的漏极电压升高，NMOS管NM8的栅极、NMOS管NM9和PMOS管PM13的漏极电压降低，进而使PMOS管PM13的栅极电压即缓冲器输出电压升高，从而保持缓冲器的良好的稳定性。

负反馈环路同时起到降低输出电阻的作用，缓冲器部分的等效输出电阻为：

其中，r_o10为PMOS管PM10的等效输出阻抗，r_o11为PMOS管PM11的等效输出阻抗，r_o13为PMOS管PM13的等效输出阻抗。

与动态偏置缓冲器作用相同，输出阻抗降低将此处极点推到高频，进一步达到高稳定性的效果。

此外，PMOS管PM13和NMOS管NM9既参与构成动态偏置部分，又参与构成负反馈环路，实现了电路复用的功能，能够降低电路复杂度，减小芯片面积。

本实施例在动态偏置误差放大器电路中增加了一路动态偏置尾电流源，其控制信号复用瞬态增强电路将输出电压耦合检查的信号，当负载增强时能够增加驱动电流，提高了电路的稳定性。

在瞬态增强电路3中，其与当下主要调节功率管的栅极电位的思路不同，而是通过调节输出结点与公地端之间的NMOS管NM13实现瞬态增强。

其中，电容C3和电容C4耦合到输出电压的变化，NMOS管NM12与电阻R5，PMOS管PM16与电阻R6分别构成了两路共源放大器，将输出变化的信号放大至NMOS管NM13的栅极，来调节NMOS管NM13的电流大小。

当负载由轻负载变为重负载时，输出电压Vout降低，电容C3和电容C4将电压变化耦合到PMOS管PM15的栅极和NMOS管NM11的栅极，NMOS管NM12的栅极电压降低，PMOS管PM16的栅极电压升高，NMOS管NM13的栅极电压降低，则输出结点流经NMOS管NM13的电流降低，从而抬升输出电压Vout，减小了下冲。

当负载由重负载变为轻负载时，输出电压Vout升高，电容C3和电容C4将电压变化耦合到PMOS管PM15的栅极和NMOS管NM11的栅极，NMOS管NM12的栅极电压升高，PMOS管PM16的栅极电压降低，NMOS管NM13的栅极电压升高，则输出结点流经NMOS管NM13的电流升高，从而拉低输出电压Vout，减小了上冲。本发明中通过调节NMOS管NM13来直接控制输出电压到公共地端的电流大小，能够明显地减小上冲和下冲，并且瞬态响应速度更快。

本发明提供的低压差线性稳压器一方面采用了一个瞬态增强电路，在不增加片外电容的情况下，更好地抑制了上冲和下冲，使得电路具有更高的瞬态响应特性；另一方面利用一个动态偏置负反馈缓冲电路，降低输出电阻，提高电路稳定性。同时，本发明设计的动态偏置负反馈缓冲电路中的负反馈环路不仅能稳定源随器增益，还能增强电路的电源抑制比。

下面对本发明设计的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器进行性能测试，并与传统的稳压器进行性能对比，以进一步说明本发明的有益效果。

请参见图3，图3为本发明的低压差线性稳压器和传统稳压器输出电压对比的测试结果图。从图3可以看出，本发明提供的低压差线性稳压器相比传统稳压器，其上冲降低了70％，下冲降低了高达90％。

请参见图4-6，图4为本发明的低压差线性稳压器负载调整率的测试结果图；图5为本发明的低压差线性稳压器的相位裕度随负载电流变化的测试结果图；图6为本发明的低压差线性稳压器的电源抑制比随频率变化的测试结果图。

从图4可以看出，本发明提供的低压差线性稳压器当负载电流在0mA到50mA变化时，输出电压仅变化151.88uV，负载调整率低至0.003％。

从图5可以看出，本发明提供的低压差线性稳压器在负载电流1mA到50mA的范围内，相位裕度均在91°以上，具有高稳定性。

从图6可以看出，本发明提供的低压差线性稳压器在低频下的电源抑制比能够达到-79dB。

综上，本发明提供的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器能够很好地抑制负载电流跳变时输出电压的上冲和过冲，获得更高的瞬态响应特性，并且具有较高的电源抑制比和稳定性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，包括：动态偏置误差放大电路(1)、动态偏置负反馈缓冲电路(2)和瞬态增强电路(3)；其中，

所述动态偏置误差放大电路(1)用于对基准电压和反馈电压进行钳位，以使稳压器能够获得稳定的输出电压；

所述瞬态增强电路(3)用于降低所述输出电压的上冲和下冲，以增强稳压器的瞬态响应性能；

所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)连接所述动态偏置误差放大电路(1)和所述瞬态增强电路(3)，用于驱动电路中的大尺寸功率管，并进一步增强电路稳定性。

2.根据权利要求1所述的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，所述动态偏置误差放大电路(1)包括PMOS管PM1、PMOS管PM2、PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6、PMOS管PM7、PMOS管PM8、NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4、NMOS管NM5、NMOS管NM6、电阻R1、电阻R2以及电容C1；其中，

所述PMOS管PM1的源极、所述PMOS管PM2的源极、所述PMOS管PM3的源极、所述PMOS管PM4的源极、所述PMOS管PM5的源极以及所述PMOS管PM8的源极共同连接至电源电压VDD端；

所述PMOS管PM1的栅极与所述PMOS管PM2的栅极、所述PMOS管PM2的漏极、所述NMOS管NM2的漏极、所述PMOS管PM5的栅极、PMOS管PM8的栅极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第一输出端连接至所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的第一输入端；

所述PMOS管PM1的漏极与所述NMOS管NM1的漏极、所述NMOS管NM1的栅极以及所述NMOS管NM2的栅极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第二输出端输出偏置电压vb1至所述瞬态增强电路(3)的第一输入端；

所述PMOS管PM3的栅极和漏极相连，并共同连接所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM3的漏极；

所述PMOS管PM4的漏极与所述PMOS管PM5的漏极、所述PMOS管PM6的源极以及所述PMOS管PM7的源极相连；

所述PMOS管PM6的漏极与所述NMOS管NM4的漏极和栅极、所述NMOS管NM5的栅极相连；

所述PMOS管PM7的漏极与所述NMOS管NM5的漏极、所述NMOS管NM6的栅极相连后，依次通过所述电容C1和电阻R2连接所述PMOS管PM8的漏极和所述NMOS管NM6的漏极；

所述PMOS管PM8的漏极和所述NMOS管NM6的漏极相连，并作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第三输出端连接所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的第二输入端和所述瞬态增强电路(3)的第二输入端；

所述PMOS管PM6的栅极作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第一输入端接入基准电压vref；

所述PMOS管PM7的栅极作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第二输入端接入反馈电压vfb；

所述NMOS管NM3的栅极作为所述动态偏置误差放大电路(1)的第三输入端连接所述瞬态增强电路(3)第一输出端；

所述NMOS管NM1的源极、所述NMOS管NM3的源极、所述NMOS管NM4的源极、所述NMOS管NM5的源极以及所述NMOS管NM6的源极共同连接至公共地端；所述NMOS管NM2的源极通过所述电阻R1连接至公共地端。

3.根据权利要求1所述的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)包括动态偏置源随器和负反馈环路；其中，

所述动态偏置源随器用于实现电路的动态偏置；

所述负反馈环路用于稳定所述动态偏置源随器的增益，以提高电路稳定性。

4.根据权利要求3所述的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，所述动态偏置源随器包括基础源随器电路和动态偏置电路；其中，

所述基础源随器电路包括PMOS管PM9和PMOS管PM10；

所述PMOS管PM9的栅极作为所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的第一输入端连接所述动态偏置误差放大电路(1)的第一输出端；

所述PMOS管PM9的源极连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM9的漏极与所述PMOS管PM10的源极相连；

所述PMOS管PM10的栅极作为所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的第二输入端连接所述动态偏置误差放大电路(1)的第三输出端；

所述动态偏置电路包括PMOS管PM13、NMOS管NM7和NMOS管NM9；

所述PMOS管PM13的源极连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM13的栅极与所述PMOS管PM9的漏极相连；

所述PMOS管PM13的漏极与所述NMOS管NM7的栅极、所述NMOS管NM9的栅极和漏极相连；

所述NMOS管NM7的漏极与所述PMOS管PM10的漏极相连；

所述NMOS管NM7的源极和所述NMOS管NM9的源极均连接至公共地端。

5.根据权利要求4所述的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，所述负反馈环路包括PMOS管PM11、PMOS管PM12、所述PMOS管PM13、NMOS管NM8和所述NMOS管NM9；其中，

所述PMOS管PM11的源极和所述PMOS管PM12的源极均连接电源电压VDD端；

所述PMOS管PM11的栅极与所述PMOS管PM12的栅极和漏极以及所述NMOS管NM8的漏极相连；

所述PMOS管PM11的漏极与所述PMOS管PM13的栅极、所述PMOS管PM9的漏极、所述PMOS管PM10的源极相连，并作为所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的输出端连接所述瞬态增强电路(3)的第三输入端；

所述NMOS管NM8的栅极和所述NMOS管NM9的栅极相连；

所述NMOS管NM8的源极连接公共地端。

6.根据权利要求1所述的具有瞬态增强特性的低压差线性稳压器，其特征在于，所述瞬态增强电路(3)包括PMOS管PM14、PMOS管PM15、PMOS管PM16、PMOS管MP、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12、NMOS管NM13、电容C2、电容C3、电容C4、电容CL、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9；其中，

所述PMOS管PM14的源极与所述PMOS管PM15的源极、所述PMOS管PM16的源极、所述PMOS管MP的源极以及所述电阻R5的一端相连，并共同连接至电源电压VDD端；

所述PMOS管PM14的栅极和漏极、所述PMOS管PM15的栅极、所述NMOS管NM10的漏极相连，且其公共端依次通过所述电容C3和所述电容C4连接至所述NMOS管NM11的栅极；

所述PMOS管PM15的漏极与所述NMOS管NM11的漏极、所述NMOS管NM12的栅极相连；

所述电阻R5的另一端与所述PMOS管PM16的栅极、所述NMOS管NM12的漏极相连；

所述PMOS管MP的栅极作为所述瞬态增强电路(3)的第三输入端连接所述动态偏置负反馈缓冲电路(2)的输出端；

所述电容C3和所述电容C4的公共端作为所述瞬态增强电路(3)的第二输入端依次通过所述电阻R3和所述电容C2连接所述动态偏置误差放大电路(1)的第三输出端；

所述电阻R4连接在所述NMOS管NM11的漏极和栅极之间；

所述NMOS管NM12的漏极作为所述瞬态增强电路(3)第一输出端连接所述动态偏置误差放大电路(1)的第三输入端；

所述PMOS管PM16的漏极与所述NMOS管NM13的栅极相连；

所述NMOS管NM13的栅极通过所述电阻R6连接至公共地端；

所述PMOS管MP的漏极依次通过所述电阻R7和所述电阻R8连接公共地端；

所述电阻R7和所述电阻R8的公共端产生反馈电压vfb并输入至所述动态偏置误差放大电路(1)的第二输入端；

所述电容CL和所述电阻R9串接在所述PMOS管MP的漏极和公共地端之间；

所述NMOS管NM10的源极、所述NMOS管NM11的源极、所述NMOS管NM12的源极以及所述NMOS管NM13的源极均连接至公共地端；

所述电容C3和所述电容C4的公共端、所述NMOS管NM13的漏极、所述PMOS管MP的漏极相连，并作为整个稳压器的输出端。

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