一种新型低压差稳压器(LDO)的制作方法

相关应用的交叉引用

在先申请状态：待定

延续类型：基于临时申请

在先申请号:us62/627.585

申请日：2018-02-07(yyyy-mm-dd)

新型低压差稳压器

背景技术：

本发明涉及一种电压调节器，其接收输入电压并产生调节后的输出电压；本发明还涉及低压差稳压器(ldo)，其中电压的输入源基本固定，并且稳压器的输出电压保持在基本恒定的水平。

低压差稳压器或ldo(有时称为dc线性稳压器)用于将输入电源电压从输入电压vin转换为输出节点上的输出电压vout。可以将输出电压保持为基本恒定。

反馈控制电路用于调节和控制功率。在一些应用中，可通过至少一个电阻耦合到从调节器输出电压产生的反馈信号中，在外部将输出电压调节至所需水平。

在现代低压差稳压器或ldo设计中，具有挑战性的任务之一是在广泛的工作条件下支持高负载电流。为了改善ldo稳压器，在先行文献中已经使用了各种技术。

技术实现要素：

本发明的目的是公开一种低压差稳压器(ldo)，该稳压器可以使用最少的附加电路来支持高负载电流应用。

在本发明的实施例中，将产生第一反馈信号和第二反馈信号。第一放大器接收参考信号和第一反馈信号并产生第一放大器输出信号。第二放大器接收第二反馈信号和第一放大器输出信号。第二放大器输出信号连接到p-channelfet晶体管的栅极。在另一替代实施例中，可以用n-channelfet晶体管代替p-channelfet晶体管，其中可以相应地重新配置第一放大器或第二放大器的正端和负端。

在低压差稳压器的替代实施例中，根据本发明，p-channelfet晶体管和n-channelfet晶体管串联连接在输入电压vin和接地电位之间。p-channelfet晶体管的漏极和n-channelfet晶体管的漏极连接到晶体管的栅极。晶体管连接在vin和vout之间。在一些应用中，p-channelfet晶体管和n-channelfet晶体管可以属于第二误差放大器。该晶体管可其特征在于，诸如jfet和mosfet的场效应晶体管(fet)或双极结型晶体管(bjt)。

反馈信号可在各种反馈产生电路中产生。图1–图8所示的反馈生成电路只是其中之一，它可以有许多选择。

通过结合附图对实施例和权利要求的详细描述，有助于对本发的理解，所有这些均构成了本发明公开内容的一部分。本发明有其他不同的替代实施例。在不脱离本发明的前提下，其细节能在各种明显地方进行修改。因此，附图和描述本质上是说明性的，而不是限制性的。

附图说明

根据以下详细描述，本领域技术人员将容易明白本发明的其他实施方式。在附图中，相似的附图标记通常表示相同，功能相似和/或结构相似的元件。尽管前述和以下公开内容公开了本发明的示例性实施例，但是，其仅是通过示例和示例的方式，本发明不限于此。以下是对附图的简要说明：

图1是第一种现有技术ldo电压调节器的示意图。

图2是第二种现有技术ldo电压调节器的示意图。

图3是第三种现有技术ldo调节器的图。

图4是根据本发明一个实施例的低压差稳压器(ldo)的示意图，其中第一p-channelfet晶体管，第二p-channelfet晶体管和n-channelfet晶体管在此实施例中被使用。

图5的低压差稳压器(ldo)是本发明根据图1的替代实施例。

图6是根据图5发明的另一替代实施例的低压差稳压器(ldo)示意图。

图7是根据本发明的另一替代实施例的低压差稳压器(ldo)的示意图，其中电阻器r3和r4是可选的，可以省略。

图8是根据本发明的另一个替代实施例的低压差稳压器(ldo)的示意图，其中图5中的fet晶体管被双极结型晶体管(bjt)代替。

具体实施方式

从以下示例性实施方式和权利要求的详细描述中，本领域技术人员将容易明白本发明的其他实施方式，本文仅以图示方式描述了本发明的各种实施方式。本发明可以以多种方式实现，包括作为过程，设备，系统或物质的组成。在本说明书中，这些实施方式可以采用的任何其他形式,均被称为技术。通常，可以在本发明的范围内改变所公开的过程步骤顺序。

以下结合附图阐述的详细描述旨在作为本发明的示例性实施例的描述，并非实践本发明的唯一实施例。术语“示例性”是指“用作示例，实例或说明”，并且不一定比其他替代实施例更优或更有利。为了提供对本发明的理解，详细描述包括特定细节。然而，对于本领域技术人员而言,可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在某些情况下，以附图形式示出了公知的结构和设备，以避免概念不清。这些结构和设备,以及其他模块和电路可以“耦合”或“连接”在一起,以执行各种功能。术语“耦合”或“连接”是指直接连接，或在适当情况下间接连接。

图1低压差稳压器300示出了第一种现有技术。参照图1，低压差稳压器300包括p-channelfet晶体管m1，包括由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的反馈网络，以及误差放大器amp。amp在其负极端接收参考信号，在其正极端接收反馈信号fb。误差放大器的输出信号连接到p-channelfet晶体管的栅极。m1的源极连接到输入电压vin。m1的漏极是ldo输出电压vout。

图2是低压差调节器300的另一种现有技术的示意图。参考图2，低压差调节器300包括p-channelfet晶体管，包括由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的反馈网络，第一放大器amp1和第二放大器amp2。amp1在其负端接收参考信号，在其正端接收反馈信号fb。amp1的输出信号连接到amp2的正极。amp2的负端连接到amp2的输出。amp2的输出连接到p-channelfet晶体管的栅极。m1的源极连接到输入电压vin。m1的漏极是ldo输出电压vout。

图3是低压差调节器300的另一种现有技术的示意图。参考图3，低压差稳压器300包括n-channelfet晶体管m1，第一p-channelfet晶体管m2，第二p-channelfet晶体管m3，包括由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的反馈网络,以及误差放大器amp。amp在其负端接收参考信号，并在其正端接收反馈信号fb。误差放大器的输出信号连接到m1的栅极。m2的源极和m3的源极连接到输入电压vin。m3的漏极是ldo输出电压vout。m1和m2串联在vin和接地电位之间。m2的栅极连接到m3的栅极。m2的栅极和m3的栅极连接到m2的漏极和m3的漏极。

图4是根据本发明的一个实施例的低压差稳压器(ldo)300的示意图。调节器300接收输入电压vin并产生稳定的输出电压vout。参照图4，低压差稳压器300包括n-channelfet晶体管m1，第一p-channelfet晶体管m2，第二p-channelfet晶体管m3，由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的第一反馈网络，包含了电阻器r3和电阻器r4的第二反馈网络，第一误差放大器amp1和第二误差放大器amp2；其中所述第一p-channelfet晶体管的源极连接到所述输入电压vin；其中，所述第二p-channelfet晶体管的漏极为所述稳定输出电压vout。其中所述第二p-channelfet晶体管的源极连接到所述输入电压vin；其中所述第一p-channelfet晶体管的漏极连接到所述n-channelfet晶体管的漏极；其中，所述第一p-channelfet晶体管的栅极和所述第二p-channelfet晶体管的栅极连接到所述n-channelfet晶体管的漏极；其中，所述第一p-channelfet晶体管的栅极连接到所述第二p-channelfet晶体管的栅极。amp1在其正端接收参考信号，并在其负端接收通过r1和r2反馈网络生成的第一反馈信号fb1。amp1的输出信号连接到amp2的正极。第二反馈信号fb2连接到amp2的负端。第一反馈信号的电压电平与调节器输出电压vout成比例。第二反馈信号的电压电平与vout成正比。amp2的输出连接到m1的栅极。r1和r2串联连接在vout和接地电位之间。r3和r4串联连接在vout和接地电位之间。m2的源极和m3的源极连接到输入电压vin。m3的漏极是ldo输出电压vout。m1和m2串联在vin和地电位之间。m2的栅极连接到m3的栅极。m2的栅极和m3的栅极连接到m2的漏极和m3的漏极。p-channelfet晶体管可以其特征在于，双极结型晶体管(bjt)或场效应晶体管(fet)，例如jfet或mosfet。在图4的其他替代实施例中，可以用n-channelfet晶体管代替p-channelfet晶体管m3；p-channelfet晶体管m3可以由n-channelfet晶体管代替。其中，m1和m2需要相应地重新配置，amp1和amp2的连接端也需要相应地重新配置。

图5是根据本发明替代实施例的低压差稳压器(ldo)300的示意图。调节器300接收输入电压vin并产生稳定的输出电压vout。参照图5，低压差稳压器300包括n-channelfet晶体管m1，包括由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的第一反馈网络，包括电阻器r3和电阻器r4的第二反馈网络，第一误差放大器amp1和第二误差放大器amp2；其中，所述n-channelfet晶体管的漏极连接到所述输入电压vin；其中，所述n-channelfet晶体管的源极是所述稳定的输出电压vout。第一反馈信号的电压电平与调节器输出电压vout成比例。第二反馈信号的电压电平与调节器输出电压vout成比例。amp1在其正端接收参考信号，并在其负端接收通过r1和r2反馈网络生成的第一反馈信号fb1。amp1的输出信号连接到amp2的正极。第二反馈信号fb2连接到amp2的负端。amp2的输出连接到m1的栅极。r1和r2串联连接在vout和接地电位之间。r3和r4串联连接在vout和接地电位之间。m1的漏极连接到输入电压vin。m1的源极是节点32上的ldo输出电压vout。n-channelfet晶体管可以为双极结型晶体管(bjt)或场效应晶体管(fet)，例如jfet或mosfet。

图6是根据本发明另一实施例的低压差稳压器(ldo)300示意图。调节器300接收输入电压vin并产生稳定的输出电压vout。参照图6，低压差稳压器300包括p-channelfet晶体管m1，包括由电阻器r1和电阻器r2作为分压器的第一反馈网络，包括电阻器r3和电阻器r4的第二反馈网络，第一误差放大器amp1和第二误差放大器amp2；其中，所述p-channelfet晶体管的源极连接到所述输入电压vin；其中，所述p-channelfet晶体管的漏极是所述输出电压vout。amp1在其正端接收参考信号，并在其负端接收通过r1和r2反馈网络生成的第一反馈信号fb1。第一反馈信号的电压与调节器输出电压vout成比例。第二反馈信号的电压与调节器输出电压vout成比例。amp1的输出信号连接到amp2的负极。第二反馈信号fb2连接到amp2的正极。amp2的输出连接到m1的栅极。r1和r2串联连接在vout和接地电位之间。r3和r4串联连接在vout和接地电位之间。m1的漏极连接到输入电压vin。m1的源极是节点32上的ldo输出电压vout。p-channelfet晶体管可以为双极结型晶体管(bjt)或场效应晶体管(fet)，例如jfet或mosfet。

参考图7，在某些极端情况下，当第一反馈信号fb和第二反馈fb2信号可以从电阻器r1和电阻器r2产生时，电阻器r3和r4是可省略的。

参照图8，图5中的fet晶体管可以为双极结型晶体管(bjt)晶体管。在图8中，amp2的输出连接到m1的基极端b。m1的集电极端c连接到输入电压vin。m1的发射极端e是节点32处的ldo输出电压vout；其中所述第二放大器的输出连接到所述bjt晶体管的基极端；其中，所述bjt晶体管的集电极端连接至所述输入电压vin；其中，所述bjt晶体管的发射极端是所述稳定输出电压vout。

本发明中描述的实施例可以用在其他类型的低压差调节器中。本发明有其他不同的实施例。