一种低压差线性稳压器的制造方法_2

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图2所示,包括依次连接的偏置电路、第一运 算放大器A1、第二运算放大器A2、密勒补偿电路和输出电路;其特征在于,还包括电源抑制 比增强电路;
[0024] 所述偏置电路分别输出第一路偏置电压Vbl和第二路偏置电压Vb2到第一运算放 大器A1 ;所述第一运算放大器A1的正向输入端接外部基准电压化ef,其负向输入端接外部 输入电压,其正向输出端接第二运算放大器A2的正向输入端,其负向输出端接第二运算放 大器A2的负向输入端;
[0025] 所述密勒补偿电路由第六PM0S管P6、第^;:PM0S管?7、第^电容〇11、第^^一NM0S 管Mil和第十二醒0S管N12构成;其中,第六PM0S管P6的源极接电源V孤,其栅极和漏极 互连,其栅极接第^;:PM0S管P7的栅极,第六PM0S管P6的漏极接第^^一NM0S管Mil的漏 极;第^;:PM0S管P7的源极接电源VDD,其漏极接第十二NM0S管N12的漏极;第^^一NM0S 管Nil的栅极接第二运算放大器A2的输出端,其源极接地GND;第十二NM0S管N12的栅极 接第一运算放大器A1的负向输出端,其源极接地GND;第S电容Cm的一端接第二运算放大 器A2的输出端;
[0026] 所述输出电路由功率管MP、反馈电阻Rf和负载电阻化构成;其中,功率管MP的 源极接电源V孤,其栅极接第走PM0S管P7的漏极,其漏极通过反馈电阻Rf后接地GND;负 载电阻化的一端接第S电容Cm的另一端,其另一端接地GND;
[0027] 所述电源抑制比增强电路由第八PM0S管P8、第S运算放大器、第二电容C2、第一 电阻R1和第二电阻R2构成;其中,第八PMOS管P8的源极接电源VDD,其栅极通过第二电 容C2后接第=运算放大器的输出端,其漏极接第走PM0S管P7的漏极;第=运算放大器的 电源端接偏置电路的输出端,其正向输入端接第走PM0S管P7的漏极,其负向输入端接其输 出端,其输出端依次通过第一电阻R1和第二电阻R2后接地GND。
[002引如图3所示,所述偏置电路由PM0S管P。、NM0S管N。^及基准电流产生电路所组 成;其中,PM0S管P。的源极接电源VDD,PM0S管P。的栅极接PM0S管P。的漏极,PM0S管P。 的漏极接基准电流NM0S管N。的源极接地GND,NM0S管N。的栅极接NM0S管N。的漏极, NM0S管N。的漏极接基准电流Iufi;所述第一误差放大器由第一PM0S管P1、第二PM0S管P2、 第SPM0S管P3、第一NM0S管N1、第二NM0S管N2、第SNM0S管N3、第四NM0S管M、第五 NM0S管服、第六NM0S管N6、第^;:NM0S管N7和第八NM0S管N8构成;其中,第一PM0S管P1 的源极接电源VDD,其栅极接第二路偏置电压Vb2,其漏极接第二PM0S管P2和第SPM0S管 P3的源极;第二PM0S管P2的栅极接第^;:NM0S管N7的源极,其漏极接第一NM0S管N1的 漏极;第=PM0S管P3的栅极接第八NM0S管N8的源极,其漏极接第二NM0S管N2的漏极; 第走NM0S管N7的栅极为第一误差放大器的正向输入端,其漏极接电源V孤,其源极接第四 NM0S管M的漏极;第八NM0S管N8的栅极为第一误差放大器的负向输入端,其漏极接电源 VDD,其源极接第六NM0S管N6的漏极;第四NM0S管M的栅极接第一路偏置电压Vbl,其源 极接地GND;第六NM0S管N6的栅极接第一路偏置电压Vbl,其源极接地GND;第一NM0S管 N1的栅极接第五NM0S管N5的栅极和漏极,第一NM0S管N1的源极接地GND;第二NM0S管 N2的栅极接第SNM0S管的栅极和漏极,第二NM0S管N2的源极接地GND;
[0029] 所述第二误差放大器由第四PM0S管P4、第五PM0S管P5、第九NM0S管N9和第十 NM0S管N10构成;其中,第四PM0S管P4的源极接电源V孤,其栅极与漏极互连,其栅极接第 五PM0S管P5的栅极,其漏极接第九NM0S管N9的漏极;第九NM0S管N9的栅极接第二NM0S 管N2的栅极,其源极接地GND;第五PM0S管P5的源极接电源VDD,其漏极接第十NM0S管 N10的漏极;第十NM0S管N10的栅极接第一NM0S管N1的栅极,其源极接地GND。
[0030] 如图4所示,所述第^运算放大器由第九PM0S管P9、第十PM0S管P10、第^^一PM0S 管P11、第十二PM0S管P12、第十=NM0S管N13、第十四NM0S管M14、第十五NM0S管N15、第 十六NM0S管N16、第十^;:NM0S管化7、第十八NM0S管118、第十九NM0S管化9、第二十NMS0 管N20和第一电容C1构成;其中,第十SPM0S管P13的源极接电源VDD,其栅极接第二路 偏置电压Vb2,其漏极接第九PM0S管P9的源极和第十PM0S管P10的源极;第九PM0S管P9 的栅极接第十九NM0S管N19的源极,其漏极接第十=NM0S管N13的漏极;第十九NM0S管 N19的漏极接电源V孤,其源极接第十五NM0S管M15的漏极,其栅极为第S运算放大器的负 向输入端;第十五NM0S管N15的栅极接第一路偏置电压Vbl,其源极接地GND;第十=NM0S 管N13的栅极和漏极互连,其栅极接第十走NM0S管N17的栅极,其源极接地GND;第十走 NM0S管N17的漏极接第^^一PM0S管P11的漏极,其源极接地GND;第^^一PM0S管P11的栅 极和漏极互连,其栅极接第十二PM0S管P12的栅极,其源极接电源VDD;第十二PM0S管的 源极接电源VDD,其漏极接第十八NM0S管N18的漏极;第十二PM0S管P12的漏极与第十八 NM0S管N18的漏极的连接点通过第一电容C1后接地GND;第十八NM0S管N18的栅极接第 十四NM0S管N14的栅极,其源极接地GND;第十四NM0S管N14的栅极和漏极互连,其漏极接 第十PM0S管P10的漏极,其源极接地GND;第十PM0S管P10的栅极接地第二十NM0S管N20 的源极;第二十醒so管N20的漏极接电源V孤,其栅极为第S运算放大器的正向输入端,其 源极接第十六NM0S管N16的漏极;第十六NM0S管N16的栅极接第一路偏置电压Vbl,其源 极接地GND。
[003U 本发明的工作原理为:误差放大器Ai和A,放大基准电压与输出电压的差值,通过 密勒补偿电路反馈给PM0S管MP,从而调节功率管的栅极电压,达到稳定输出电压的目的。 为了提高LDR的电源抑制比,引入PSRR增强电路,从而提高其中高频率范围内的电源抑制 比。
[0032] 为了方便描述,在此对下文中将出现的未知参数及符号进行如下规定:
[003引采用gmN郝rwi分别表示NM0S管Ni的跨导和输出电阻,其中i为NM0S管的编号; 采用gmpj和r PJ分别表示PM0S管門的跨导和输出电阻,其中j为PM0S管的编号;采用Ak(S) 表示运算放大器的传输函数,其中k为运算放大器的编号;
[0034]如图1所示,传统LDR的电源抑制比公式可根据基尔霍夫定律得到电路的小信号 关系式作如下推导:
[003引其中:V。是功率管MP的栅极电压;Vdd是电源的小信号电压;Vfb是采样电压;Z"ut是输出节点等效阻抗,g"P是功率管MP的跨导;Vwt为输出电压。
[0039]根据电源抑制比PSRR的定义及公式(1)~(3),得:
(4)
[0040]
[0041] 其中;输出节点处的等效阻抗而.,=馬//^//巧+i?2)//7'A.;咕是负载电阻;S是 SC- P 复频域下的角频率;Cp是负载电容;Ri和R2是反馈电阻;g"p和Td,为功率管MP跨导和输出 电阻。
[0042] 从公式(4)可W很清楚的了解电源抑制比的影响因素,该样方便设计。下面来推 导本发明的电源抑制比PSRR的相关特性。
[0043] 如图2所示,本发明的低压差线性稳压器电路中,设节点的电压分别为VI、V2、V3, 得到小信号公式为:
[0046]
[0048] 其中;vdd是电源小信号电压;v"t为输出电压;cm是弥勒电容;gjip是功率管MP的 跨导;S是复频域下的角频率;Cmpw是功率管MP栅极和漏极之间的寄生电容;Rf是反馈电 阻;咕是负载电阻;Ri和R2是分压电阻;C2是高通滤波电容。
[0049] 令A(s) =Ai(s)A2(s),由公式妨~做得到本发明的LDR的电源抑制比为:
[00 加]
[CK)5U 下面主要是推导误差放大器Ai和A2传输函数的乘积A(S):
[0052] 根据图3,可W知道误差放大器Ai会在或者Vw_出产生一个极点;此极点的大 小为:
[0053]
(1日)
[0054]其中
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