适用于电源管理的q值调节的低输出电流ldo电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线性稳压器。特别是涉及一种适用于电源管理的Q值调节的低输出电流LD0。
【背景技术】
[0002]现代高速发展的便携式电子设备(手机、Ipad、笔记本等)的许多个功能模块需要电源管理单元来供电。电源管理芯片可以在电源和电子设备之间实现起对电能的变换、分配、检测以及稳压、降噪的功能。而近年来电源管理芯片(DC-DC、AC-DC、LD0等)的增长需求的大部分来源于高容量电池供电的便携式电子设备，如手机、数字音乐播放器、数码相机、手持医疗仪器和测试仪器等。名目繁多的电子产品对电源的要求也各不相同。例如:手机及通信系统要求电源具有低噪声和低纹波的特性；并且由于系统集成的需要，还要求占用PCB板面积小，外围电路简单的特性。那么低压差线性稳压器(LD0)是最恰当的选择。因为LD0芯片具有以下几个技术特点:精密的电压基准，低静态电流，低压降调整管，高性能低噪音的运放，以及稳定而快速的环路响应。所以基于这些特性，可以根据不同的应用环境设计出具有针对性地LD0芯片。
[0003]—般采用撕裂零极点方法来维持LD0开环响应的稳定性，即:提高功率晶体管MP的跨导，这会提高LD0的输出电流，从而环路的共轭非主极点远高于单位增益带宽积(GBW)，使得LD0稳定。但是随着输出电流降低，LD0的功率晶体管的跨导就会变小，即:LD0的共轭非主极点慢慢接近GBW，这时环路有较高的Q值，最终使得环路不稳定。为了维持环路的稳定性，需要更大的片上补偿电容，这就占据了很大的芯片面积。为了克服这个不足，本发明可以提出一款超低静态电流、调节Q值的小输出电流LD0。该LD0采用调节Q值技术可以在宽范围的负载情况下保持LD0稳定，具有低的输出电流和较小的芯片面积。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种在宽范围的负载情况下保持LD0稳定，具有低的输出电流和较小芯片面积的适用于电源管理的Q值调节的低输出电流LD0电路。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种适用于电源管理的Q值调节的低输出电流LD0电路，包括有:由第一跨导增益输入级构成的第一增益放大级，由第二跨导增益级构成的第二益放大级，宽带放大级，电流镜缓冲级，功率晶体管回路，电阻反馈回路，以及第一频率补偿电容和第二频率补偿电容，其中，所述的第一跨导增益输入级、宽带放大级、第二跨导增益输入级和功率晶体管回路分别连接电源电压VDD，所述的第一跨导增益输入级的输入端分别连接基准电压Vref和电阻反馈回路，第一跨导增益输入级的输出端依次通过电流镜缓冲级和宽带放大级连接第二跨导增益输入级的输入端，第二跨导增益输入级的输出端连接功率晶体管回路，所述的第一跨导增益输入级的输出端还分别通过第一频率补偿电容连接功率晶体管回路，以及通过第二频率补偿电容至输出端Vout，功率晶体管回路的输出端至电压输出端Vout，所述的电压输出端Vout还依次通过第五电阻Resr和输出电容Cout接地，以及通过第六电阻RL接地。
[0006]所述的第一跨导增益输入级是由输入端连接基准电压Vref的第一跨导增益和输入端连接电阻反馈回路R的第二跨导增益构成；所述电流镜缓冲级包括有第一电流镜缓冲级和第二电流镜缓冲级；其中，所述第一跨导增益的输出端依次通过第一电流镜缓冲级和宽带放大级连接第二跨导增益输入级的输入端，以及通过第一频率补偿电容Cml连接功率晶体管回路；所述第二跨导增益的输出端依次通过第二电流镜缓冲级和宽带放大级连接第二跨导增益的输入端，以及通过第二频率补偿电容Cm2至电压输出端Vout。
[0007]所述的第一跨导增益是由第六PM0S晶体管M12实现，所述第二跨导增益是由第五PM0S晶体管Mil实现，其中，所述第六PM0S晶体管M12的栅极接第一基准电压Vref，第五PM0S晶体管Mil的栅极接电阻反馈回路R，第六PM0S晶体管M12的漏极接第一电流镜缓冲级，以及通过第一频率补偿电容Cml连接功率晶体管回路，第五PM0S晶体管Mil的漏极接第二电流镜缓冲级，以及通过第二频率补偿电容Cm2至电压输出端Vout，所述第六NM0S晶体管M12和第五NM0S晶体管Mil的源极通过第一 PM0S晶体管M10连接电源电压VDD，第一PM0S晶体管M10的栅极接第一偏置电压Vbl。
[0008]所述的第一电流镜缓冲级是由第^^一 NM0S晶体管M14和第十二 NM0S晶体管M141实现，其中，所述第i^一 NM0S晶体管M14和第十二 NM0S晶体管M141的栅极相互连接，第i^一 NM0S晶体管M14和第十二 NM0S晶体管M141的源极接地，第^^一 NM0S晶体管M14的漏极构成第一电流镜缓冲级的输入端连接用于实现第一跨导增益的第六PM0S晶体管M12的漏极，第i^一 NM0S晶体管M14的漏极和栅极相互连接，第十二 NM0S晶体管M141的漏极构成第一电流镜缓冲级的输出端连接宽带放大级；所述第二电流镜缓冲级是由第十三NM0S晶体M13和第十四NM0S晶体M131实现，第十三NM0S晶体M13的栅极和漏极相互连接，第十三NM0S晶体M13和第十四NM0S晶体M131的栅极相互连接，第十三NM0S晶体M13和第十四NM0S晶体M131的源极接地，第十三NM0S晶体M13的漏极构成第二电流镜缓冲级的输入端连接用于实现第二跨导增益的第五PM0S晶体管Mil的漏极，第十四NM0S晶体M131的漏极构成第二电流镜缓冲级的输出端连接宽带放大级。
[0009]所述的第^^一 NM0S晶体管M14与第十二 NM0S晶体管M141的宽长比kl为2?5 ;所述第十三NM0S晶体M13和第十四NM0S晶体M131的宽长比k2为2?5。
[0010]所述的宽带放大级包括有第七NM0S晶体管M15、第八NM0S晶体管M16、第九NM0S晶体管M151和第十NM0S晶体管M161，以及第一电阻Rbl和第二电阻Rb2，其中，第七NM0S晶体管M15的栅极和第九NM0S晶体管M151的漏极连接第一电阻Rbl的一端，第八NM0S晶体管M16的栅极和第十NM0S晶体管M161的漏极连接第二电阻Rb2的一端，第一电阻Rbl和第二电阻Rb2的另一端通过第二 PM0S晶体管M101接电源电压VDD，第七NM0S晶体管M15的源极和第九NM0S晶体管M151的栅极构成宽带放大级的一个输入端连接第二电流镜缓冲级的输出端，第八NM0S晶体管M16的源极和第十NM0S晶体管M161的栅极构成宽带放大级的又一个输入端连接第一电流镜缓冲级的输出端，第七NM0S晶体管M15的漏极通过第三PM0S晶体管M17接电源电压VDD，第三PM0S晶体管M17的栅极和漏极相互连接，第八NM0S晶体管M16的漏极通过第四PM0S晶体管M18接电源电压VDD，第八NM0S晶体管M16的漏极还构成宽带放大级的输出端连接用于实现第二跨导增益输入级的第十五PM0S晶体管M19，所述第二 PM0S晶体管M101的栅极接第一偏置电压Vbl，第三PM0S晶体管M17和第四PM0S晶体管M18的栅极相互连接，第十五PMOS晶体管M19的源极接电源电压VDD，第十五PMOS晶体管M19的漏极构成输出端和第十六NMOS晶体管M20的漏极共同接功率晶体管回路，第十六NMOS晶体管M20的栅极连接第八NMOS晶体管M16的栅极，第十六NMOS晶体管M20的源极通过一个第十七NMOS晶体管M21接地，第十七NMOS晶体管M21的栅极接第二偏置电压 Vb2。
[0011]所述的功率晶体管回路包括有第十八PMOS晶体管MP和反馈电容Cm3，其中，第十八PM0S晶体管MP的栅极作为输入端分别连接用于实现第二跨导增益输入级的第十五PM0S晶体管M19的输出端即漏极，以及连接第一频率补偿电容Cml，第十八PM0S晶体管MP的栅极还连接反馈电容Cm3的一端，第十八PM0S晶体管MP的源极接电源电压VDD，第十八PM0S晶体管MP的漏极和反馈电容Cm3的另一端共同至电压输出端Vout。
[0012]所述的电阻反馈回路R是由第三电阻Rfl和第四电阻Rf2串联构成，其中，第三电阻Rfl和第四电阻Rf2的连接点作为反馈端连接用于实现构成第一跨导增益输入级的第二跨导增益的第五NM0S晶体管Mil的栅极，所述第三电阻Rfl的另一端至电压输出端Vout，所述第四电阻Rf2的另一端接地。
[0013]本发明的适用于电源管理的Q值调节的低输出电流LD0电路，在宽范围的负载情况下保持LD0稳定，具有低的输出电流和较小的芯片面积。具有较好的电压调整率和负载调整率。
【附图说明】
[0014]图1是本发明适用于电源管理的Q值调节的低输出电流LD0电路的原理框图；