专利名称：一种内置补偿电容的线性电压调整器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电学领域，特别涉及一种内置补偿电容的线性电压调整器。
背景技术：
随着半导体エ艺的进步和电子市场越来越苛刻的要求，中央处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器件等等核心元器件速度越来越快，集成度越来越高。集成线形调整期作为供电电源成为核心处理芯片发展的必然趋势。而传统的外部补偿的线形调整器，补偿电容大，无法集成，不符合系统小型化的发展趋势。
发明内容
本发明的目地是提供一种内置补偿电容的线性电压调整器，它通过运算放大器，EA误差放大器，快速响应LDO保证了系统无需外部大补偿电容也可稳定工作，提高了系统的响应速度。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为ー种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，包括运算放大器，EA误差放大器和快速响应LD0。所述运算放大器包括一个电流漏，五个P型MOS管和三个N型MOS管，ー个电阻，一个电容，其连接方式为第零P型MOS管MPO的漏极、第零P型MOS管MPO的栅极、电流源I的输入端、第四P型MOS管MP4的栅极与第一 P型MOS管MPl的栅极连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；该运算放大器的同向输入端ロ VP与第三P型MOS管MP3的栅极连接；该运算放大器的反向输入端ロ VN与第二 P型MOS管MP2的栅极连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第零N型MOS管MNO的栅极、第零N型MOS管MNO的漏极与第一 N型MOS管匪I的栅极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第一 N型MOS管匪I的漏极、电容Ce的一端与第二 N型MOS管匪2的栅极连接；第四P型MOS管MP4的漏极、电阻Re的一端、第二 N型MOS管匪2的漏极与运放的输出端Vout连接，电阻Re的另一端与电容Ce的另一端连接，第零P型MOS管MPO的源极、第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接，第零N型MOS管MNO的源极、第一 N型MOS管匪I的源极、第二 N型MOS管匪2的源极、电流源I的流出端与地GND连接。所述EA误差放大器为共源共栅单级放大器，包括七个P型MOS管和四个N型MOS管，其电路连接方式为第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；第二 P型MOS管MP2的栅极与该误差放大器的同向输入端连接；第三P型MOS管MP3的栅极与该误差放大器的反向输入端连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第三N型MOS管丽3的源极与第一 N型MOS管丽I的漏极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第四N型MOS管MN4的源极与第二 N型MOS管匪2的漏极连接；第四P型MOS管MP4的栅极、第五P型MOS管MP5的栅极、第六P型MOS管MP6的漏极与第三N型MOS管匪3的漏极连接；第四P型MOS管MP4的漏极与第六P型MOS管MP6的源极连接；第五P型MOS管MP5的漏极与第七P型MOS管MP7的源极连接；第七P型MOS管MP7的漏极、第四N型MOS管MN4的漏极与该误差放大器的输出端ロ Vout连接；第一 P型MOS管MPl的栅极与偏置电压Vpbl连接；第六P型MOS管MP6的栅极、第七P型MOS管MP7的栅极与偏置电压Vpb2连接；第一 N型MOS管匪I的栅极、第二 N型MOS管匪2的栅极与偏置电压Vnbl连接；第三N型MOS管丽3的栅极、第四N型MOS管MN4的栅极与偏置电压Vnb2连接，第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极、第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接，第一N型MOS管丽I的源极、第二 N型MOS管丽2的源极与地GND连接。所述快速响应LDO由增益级、Charge pump级和输出级组成,其中包括,一个误差放大器，一个运算放大器，四个电容，四个开关，ニ个电阻，ー个P型MOS管和ー个N型MOS管，其电路连接方式为基准电压Vrefl与运算放大器op的同相输入端连接；运算放大器op的反相输入端、运算放大器op的输出端与开关S2的一端连接；基准电压Vref2与误差放大器EA的反相输入端连接；误差放大器EA的同相输入端、电容Ce的一端、电阻Rl的一端与电阻R2的一端连接；误差放大器EA的输出端、开关S3的一端与电容C2的一端连接；C2 的另一端、S4的一端、P型MOS管Mc的源端与N型MOS管Mpass的栅端连接；开关SI的一端、开关S3的另一端与电容Cl的一端连接；电容Cl的另一端、开关S2的另一端与开关S4的另一端连接；N型MOS管Mpass的源端与电阻R2的另一端连接；P型MOS管Mc的漏端与电容Ce的另一端连接，偏置电压VB与P型MOS管Mc的栅端连接，N型MOS管Mpass的漏端与电源Vin连接，开关SI的另一端、电阻Rl的另一端与地GND连接。本发明为高性能中央处理器，数字信号处理器，可编程逻辑器件，高性能转换器等芯片的集成供电IP，提供ー种内置补偿电容的线性电压调整器，无需外置大补偿电容，采用处理器寄生电容即可保证系统稳定工作，可方便的与大規模数字电路单片集成。
图I为本发明运算放大器电路结构图。图2为本发明EA误差放大器电路结构图。图3为本发明快速响应LDO电路结构图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明做进ー步说明。本发明所描述的ー种内置补偿电容的线性电压调整器，由运算放大器，EA误差放大器和快速响应LDO组成。如图I所示，所述运算放大器，包括一个电流漏，五个P型MOS管和三个N型MOS管，ー个电阻，ー个电容。其连接方式为第零P型MOS管MPO的漏极、第零P型MOS管MPO的栅极、电流源I的输入端、第四P型MOS管MP4的栅极与第一 P型MOS管MPl的栅极连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；该运算放大器的同向输入端ロ VP与第三P型MOS管MP3的栅极连接；该运算放大器的反向输入端ロ VN与第二 P型MOS管MP2的栅极连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第零N型MOS管MNO的栅极、第零N型MOS管MNO的漏极与第一 N型MOS管匪I的栅极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第一 N型MOS管丽I的漏极、电容Ce的一端与第二 N型MOS管丽2的栅极连接；第四P型MOS管MP4的漏扱、电阻Re的一端、第二 N型MOS管匪2的漏极与运放的输出端Vout连接，电阻Re的另一端与电容Ce的另一端连接，第零P型MOS管MPO的源极、第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接，第零N型MOS管MNO的源极、第一 N型MOS管丽I的源极、第二 N型MOS管丽2的源极、电流源I的流出端与地GND连接。如图2所示，所述EA误差放大器，为共源共栅单级放大器，包括七个P型MOS管和四个N型MOS管。其电路连接方式为第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；第二 P型MOS管MP2的栅极与该误差放大器的同向输入端连接；第三P型MOS管MP3的栅极与该误差放大器的反向输入端连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第三N型MOS管匪3的源极与第一 N型MOS管匪I的漏极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第四N型MOS管MN4的源极与第二 N型MOS管丽2的漏极连接；第四P型MOS管MP4的栅极、第五P型MOS管MP5的栅极、第六P型MOS管MP6的漏极与第三N型MOS管匪3的漏极连接；第四P型MOS管MP4的漏极与第六P型MOS管MP6的源极连接； 第五P型MOS管MP5的漏极与第七P型MOS管MP7的源极连接；第七P型MOS管MP7的漏极、第四N型MOS管MN4的漏极与该误差放大器的输出端ロ Vout连接 ，第一 P型MOS管MPl的栅极与偏置电压Vpbl连接；第六P型MOS管MP6的栅极、第七P型MOS管MP7的栅极与偏置电压Vpb2连接；第一 N型MOS管匪I的栅极、第二 N型MOS管匪2的栅极与偏置电压Vnbl连接；第三N型MOS管匪3的栅极、第四N型MOS管MN4的栅极与偏置电压Vnb2连接，第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极、第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接，第一 N型MOS管丽I的源极、第二 N型MOS管丽2的源极与地GND连接。如图3所示,所述快速响应LD0,由增益级、Charge pump级和输出级组成,其中包括，一个误差放大器，一个运算放大器，四个电容，四个开关，ニ个电阻，ー个P型MOS管和ー个N型MOS管。其电路连接方式为基准电压Vrefl与运算放大器op的同相输入端连接；运算放大器op的反相输入端、运算放大器op的输出端与开关S2的一端连接；基准电压Vref2与误差放大器EA的反相输入端连接；误差放大器EA的同相输入端、电容Ce的一端、电阻Rl的一端与电阻R2的一端连接；误差放大器EA的输出端、开关S3的一端与电容C2的一端连接；C2的另一端、S4的一端、P型MOS管Mc的源端与N型MOS管Mpass的栅端连接；开关S I的一端、开关S3的另一端与电容Cl的一端连接；电容Cl的另一端、开关S2的另一端与开关S4的另一端连接；N型MOS管Mpass的源端与电阻R2的另一端连接；P型MOS管Mc的漏端与电容Ce的另一端连接，偏置电压VB与P型MOS管Mc的栅端连接，N型MOS管Mpass的漏端与电源Vin连接，开关SI的另一端、电阻Rl的另一端与地GND连接。开关S1-S4由a和a非两项不交叠时钟控制，SI、S2闭合，S3、S4打开时电源给电容Cl充电，S1、S2打开，S3、S4闭合时电容Cl与电容C2的电荷重新分配，最终使调整管Mpass的栅端电压可以高于误差放大器的输出端一定的值，在Vdropout较低时N型MOS管Mpass可以正常工作。该LDO使用动态米勒补偿技术，通过串联一个在线性区工作的PMOS管作为动态可调电阻，根据负载的变化动态调节系统零点的位置，以补偿由于系统主极点产生的相移，从而保证系统的稳定。以上是对本发明的具体说明，本方案不仅仅局限在以上实施例中，针对在本方案发明构思下所做的任何改变都将落入本发明保护 范围内。
权利要求
1.一种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，包括运算放大器，EA误差放大器和快速响应LDO。
2.根据权利要求I所述的ー种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，所述运算放大器包括一个电流漏，五个P型MOS管和三个N型MOS管，ー个电阻，ー个电容，其连接方式为第零P型MOS管MPO的漏极、第零P型MOS管MPO的栅极、电流源I的输入端、第四P型MOS管MP4的栅极与第一 P型MOS管MPl的栅极连接；第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；该运算放大器的同向输入端ロ VP与第三P型MOS管MP3的栅极连接；该运算放大器的反向输入端ロ VN与第二 P型MOS管MP2的栅极连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第零N型MOS管MNO的栅极、第零N型MOS管MNO的漏极与第一 N型MOS管匪I的栅极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第一 N型MOS管匪I的漏极、电容Ce的一端与第二 N型MOS管匪2的栅极连接；第四P型MOS管MP4的漏极、电阻Re的一端、第二 N型MOS管丽2的漏极与运放的输出端Vout连接，电阻Re的另一端与电容Ce的另一端连接，第零P型MOS管MPO的源极、第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极与电源VDD连接，第零N型MOS管MNO的源极、第一 N型MOS管匪I的源极、第二 N型MOS管匪2的源极、电流源I的流出端与地GND连接。
3.根据权利要求I所述的ー种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，所述EA误差放大器为共源共栅单级放大器，包括七个P型MOS管和四个N型MOS管，其电路连接方式为第一 P型MOS管MPl的漏极、第二 P型MOS管MP2的源极与第三P型MOS管MP3的源极连接；第二 P型MOS管MP2的栅极与该误差放大器的同向输入端连接 ，第三P型MOS管MP3的栅极与该误差放大器的反向输入端连接；第二 P型MOS管MP2的漏极、第三N型MOS管匪3的源极与第一 N型MOS管匪I的漏极连接；第三P型MOS管MP3的漏极、第四N型MOS管MN4的源极与第二 N型MOS管匪2的漏极连接；第四P型MOS管MP4的栅极、第五P型MOS管MP5的栅极、第六P型MOS管MP6的漏极与第三N型MOS管匪3的漏极连接；第四P型MOS管MP4的漏极与第六P型MOS管MP6的源极连接 ，第五P型MOS管MP5的漏极与第七P型MOS管MP7的源极连接；第七P型MOS管MP7的漏极、第四N型MOS管MN4的漏极与该误差放大器的输出端ロ Vout连接；第一 P型MOS管MPl的栅极与偏置电压Vpbl连接；第六P型MOS管MP6的栅极、第七P型MOS管MP7的栅极与偏置电压Vpb2连接；第一 N型MOS管丽I的栅极、第二 N型MOS管丽2的栅极与偏置电压Vnbl连接；第三N型MOS管丽3的栅极、第四N型MOS管MN4的栅极与偏置电压Vnb2连接，第一 P型MOS管MPl的源极、第四P型MOS管MP4的源极、第五P型MOS管MP5的源极与电源VDD连接，第一 N型MOS管丽I的源极、第二 N型MOS管丽2的源极与地GND连接。
4.根据权利要求I所述的ー种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，所述快速响应LDO由增益级、Charge pump级和输出级组成,其中包括,一个误差放大器,一个运算放大器，四个电容，四个开关，ニ个电阻，ー个P型MOS管和ー个N型MOS管，其电路连接方式为基准电压Vrefl与运算放大器op的同相输入端连接；运算放大器op的反相输入端、运算放大器op的输出端与开关S2的一端连接；基准电压Vref2与误差放大器EA的反相输入端连接；误差放大器EA的同相输入端、电容Ce的一端、电阻Rl的一端与电阻R2的一端连接；误差放大器EA的输出端、开关S3的一端与电容C2的一端连接C2的另一端、S4的一端、P型MOS管Mc的源端与N型MOS管Mpass的栅端连接；开关SI的一端、开关S3的另一端与电容Cl的一端连接；电容Cl的另一端、开关S2的另一端与开关S4的另一端连接；N型MOS管Mpass的源端与电阻R2的另一端连接；P型MOS管Mc的漏端与电容Ce的另ー端连接，偏置电压VB与P型MO S管Mc的栅端连接，N型MOS管Mpass的漏端与电源Vin连接，开关SI的另一端、电阻Rl的另一端与地GND连接。
全文摘要
本发明涉及电学领域，特别涉及一种内置补偿电容的线性电压调整器，其特征在于，包括运算放大器，EA误差放大器，快速响应LDO。本发明为高性能中中央处理器，数字信号处理器，可编程逻辑器件，高性能转换器等芯片的集成供电IP，提供一种内置补偿电容的线性电压调整器，无需外置大补偿电容，采用处理器寄生电容即可保证系统稳定工作，可方便的与大规模数字电路单片集成。
文档编号G05F1/56GK102707755SQ201210179198
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者孙权, 王晓飞, 袁小云 申请人:西安航天民芯科技有限公司