低压差线性稳压器的瞬态响应电路、芯片和电子设备的制作方法

本发明涉及集成电路，特别涉及一种低压差线性稳压器的瞬态响应电路、芯片和电子设备。

背景技术：

1、低压差线性稳压器(low dropout regulator，ldo)是将不稳定的输入电压转换为可调节的直流输出电压，以便于作为其它系统的供电电源。由于线性稳压器具有结构简单、静态功耗小、输出电压纹波小等特点，因此线性稳压器常被用于移动消费类电子设备芯片的片内电源管理。

2、图1示出了根据现有技术的ldo的结构示意图，如图1所示，现有的ldo包括误差放大器ea、功率输出管mpwr、分压电阻rf1以及分压电阻rf2，分压电阻rf1和分压电阻rf2对输出电压vout分压后得到反馈电压vfb。当低压差线性稳压器的输出负载发生变化时，首先输出电压vout会产生变化，输出电压vout通过分压电阻rf1和分压电阻rf2反馈至误差放大器ea的一端，然后经过误差放大器ea和参考电压vref的差值放大作用至功率输出管mpwr的栅极gate，从而稳定功率输出管mpwr的输出电压vout，使输出电压vout＝(rf1+rf2)/rf2*vref，整体形成一个负反馈工作环路，整个反馈环路的调整路径较长，支路电流较小，需要较长响应时间，当负载电流iout变化很快幅度很大时，环路来不及调整，输出电压vout会有很大的过冲负冲。

3、图2示出了根据现有技术的ldo的负载电流和输出电压的时序图，如图2所示，当负载电流iout突然增大时，输出电压vout会被瞬间拉低，由于反馈环路来不及调整，输出电压vout会负冲很大幅度，当负载电流iout突然降低时，输出电压vout会被瞬间拉高，由于反馈环路来不及调整，输出电压vout会过冲很大幅度。

4、因此，有待提出一种新的低压差线性稳压器以解决上述问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种低压差线性稳压器的瞬态响应电路、芯片和电子设备，从而可以增加低压差线性稳压器的瞬态响应速度。

2、根据本发明的一方面，提供一种用于低压差线性稳压器的瞬态响应电路，包括：上拉电路，用于向第一节点提供一上拉电流；下拉电路，用于向所述第一节点提供一下拉电流；耦合电路，用于在所述低压差线性稳压器的输出电压瞬态变化时相应的调节所述上拉电流和所述下拉电流，以改变所述第一节点的电压；以及调整管，具有与所述第一节点连接的控制端，所述调整管用于根据所述第一节点的电压改变所述低压差线性稳压器的功率输出管的驱动电压。

3、可选地，当所述低压差线性稳压器的输出电压处于静态时，所述调整管截止；当所述低压差线性稳压器的输出电压发生预设的瞬态变化时，所述调整管开启并向所述功率输出管输出瞬态电流以改变所述功率输出管的驱动电压。

4、可选地，所述瞬态响应电路还包括：连接于所述上拉电路与所述下拉电路之间的第一电阻。

5、可选地，所述下拉电路包括：依次连接于电源电压与地之间的第一电流源、第一晶体管；连接于所述第一电阻与地之间的第二晶体管；以及连接于所述第一晶体管的控制端与所述第二晶体管的控制端之间的第二电阻，其中，所述第一晶体管的控制端还与第一端相连；所述上拉电路包括：依次连接于电源电压与地之间的第四晶体管、第二电流源；连接于电源电压与所述第一电阻之间的第三晶体管；连接于所述第三晶体管的控制端与所述第四晶体管的控制端之间的第三电阻，其中，所述第四晶体管的控制端还与第二端相连。

6、可选地，所述耦合电路包括：连接于所述第二晶体管和所述第二电阻的公共节点与所述功率输出管的输出电压之间的第一耦合电容；连接于所述第四晶体管和所述第三电阻的公共节点与所述输出电压之间的第二耦合电容。

7、可选地，所述调整管连接于所述功率输出管的控制端与电压源之间，所述电压源为地或者所述电源电压。

8、可选地，所述第一电流源用于输出第一偏置电流，所述第二电流源用于输出第二偏置电流，其中，当所述调整管与地连接时，所述第一节点为所述第一电阻与所述第三晶体管的中间节点，所述第一偏置电流大于所述第二偏置电流；当所述调整管与所述电源电压连接时，所述第一节点为所述第一电阻与所述第二晶体管的中间节点，所述第一偏置电流小于所述第二偏置电流。

9、可选地，所述第一至第四晶体管均工作于饱和区。

10、根据本发明的第二方面，提供一种芯片，包括如上述所述的低压差线性稳压器的瞬态响应电路。

11、根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括上述所述的低压差线性稳压器的瞬态响应电路或者如上述所述的芯片。

12、本发明提供的低压差线性稳压器的瞬态响应电路、芯片和电子设备，利用推拉结构的第一耦合电容和第二耦合电容耦合输出电压的变化，响应速度极快，第一耦合电容和第二耦合电容在ldo的输出电压瞬态变化时相应的调节上拉电流和下拉电流，以改变与调整管的控制端连接的第一节点的电压，从而通过调整管改变功率输出管的驱动电压，以满足驱动负载电流的要求，从而抑制ldo的输出电压的过冲和负冲，且调整管没有静态电流，既实现了低静态损耗下的快速瞬态响应，且不影响ldo的负反馈环路。

技术特征：

1.一种用于低压差线性稳压器的瞬态响应电路，包括：

2.根据权利要求1所述的瞬态响应电路，当所述低压差线性稳压器的输出电压处于静态时，所述调整管截止；当所述低压差线性稳压器的输出电压发生预设的瞬态变化时，所述调整管开启并向所述功率输出管输出瞬态电流以改变所述功率输出管的驱动电压。

3.根据权利要求2所述的瞬态响应电路，还包括：

4.根据权利要求3所述的瞬态响应电路，其中，所述下拉电路包括：

5.根据权利要求4所述的瞬态响应电路，其中，所述耦合电路包括：

6.根据权利要求5所述的瞬态响应电路，其中，

7.根据权利要求6所述的瞬态响应电路，其中，所述第一电流源用于输出第一偏置电流，所述第二电流源用于输出第二偏置电流，其中，

8.根据权利要求7所述的瞬态响应电路，其中，所述第一至第四晶体管均工作于饱和区。

9.一种芯片，包括权利要求1-8任一项所述的低压差线性稳压器的瞬态响应电路。

10.一种电子设备，包括权利要求1-8任一项所述的低压差线性稳压器的瞬态响应电路或者如权利要求9所述的芯片。

技术总结
本发明公开了一种用于低压差线性稳压器的瞬态响应电路、芯片和电子设备，包括：上拉电路，用于向第一节点提供一上拉电流；下拉电路，用于向所述第一节点提供一下拉电流；耦合电路，用于在所述低压差线性稳压器的输出电压瞬态变化时相应的调节所述上拉电流和所述下拉电流，以改变所述第一节点的电压；以及调整管，具有与所述第一节点连接的控制端，所述调整管用于根据所述第一节点的电压改变所述低压差线性稳压器的功率输出管的驱动电压，以抑制低压差线性稳压器的过冲负冲。

技术研发人员：张长洪
受保护的技术使用者：圣邦微电子（北京）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12