具有瞬态响应增强的低静态功耗LDO电路的制作方法

本发明涉及电子，特别涉及电路结构，具体是指一种具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路。

背景技术：

1、在本领域中，如图1所示，负载电流iload的上升会引起输出电压vout的下冲（vdrop），而负载电流iload的下降又会引起输出电压vout的过冲（over shoot）。希望减少输出电压vout的下冲和过冲（即减少输出电压vout的波动），以确保电路输出的准确性能。

2、现有技术中通常采用以下两种减少输出电压vout波动的方法：

3、第一种：加大输出电容，用来以吸收负载电流变化。

4、第二种：为放大电路ea提供大的恒定偏置电流，以增加ldo（low dropoutregulator，低压差线性稳压器）的环路带宽，使ldo有更快的瞬态响应。更快的瞬态响应使ldo快速减小输出电压vout的波动。然而，更大的恒定偏置电流会导致更高的功耗。

5、进一步的，为克服上述缺点，现有技术的另一种方法中，采用如图2所示的具有自适应电流偏置的ldo，其中基于负载电流来调节到放大电路的偏置电流。当感测到的负载电流增大时增大偏置电流。通过在感测的负载电流增大时增大偏置电流，电流源在感测到的负载电流高时增大ldo调节器的环路带宽，借此减小瞬态响应时间。

6、然而，采用这一电路的问题在于，自适应电流偏置可能无法充分降低由负载电流从轻负载变为重负载引起的电压下冲。如图3所示，在电压下冲开始时，偏置电流ibias最初很低，因此ldo的环路带宽最初很小。这是因为电流源从栅极电压中检测负载电流iload的变化，在负载电流iload的上升和偏置电流ibias的增加之间有一个相对长的延迟tdelay。在tdelay期间，ldo的环路带宽比较小，瞬态响应慢，可导致大的输出电压下冲。

7、因此，提供一种新型的能够解决负载从轻负载变为重负载引起的输出电压下冲问题的ldo电路成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够克服负载从轻负载变为重负载所引起的输出电压下冲问题的具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路。

2、为了实现上述的目的，本发明的具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路具有如下构成：

3、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路包括：误差放大器、自适应偏置电流采样电路、反馈网络和比较器；

4、所述的误差放大器，其输入端连接参考电压vref和所述的ldo偏置电路产生的偏置电流，用以产生并输出固定偏置电流；用以根据所述的自适应偏置电流采样电路的采样反馈产生并输出自适应偏置电流；还用以根据所述比较器提供的瞬态反馈产生瞬态增强偏置电流；该误差放大器的输出端连接至所述ldo电路的调整管，该调整管提供输出电压vout并连接负载;

5、所述的自适应偏置电流采样电路，用于对所述的误差放大器的输出端电流进行采样反馈；

6、反馈网络，连接于所述调整管输出电压vout，并连接至所述的误差放大器；

7、比较器，连接于所述的误差放大器的输出端，用以检测到负载电流变化时，快速向所述的误差放大器提供瞬态反馈。

8、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的比较器包括输入级和输出级；

9、所述比较器输入级包括：第一p型mos管mp1、第二p型mos管mp2、第三p型mos管mp3、第四p型mos管mp4、第一n型mos管mn1、第二n型mos管mn2、第三n型mos管mn3、第四n型mos管mn4、第五n型mos管mn5和第六n型mos管mn6，其中，所述第一p型mos管mp1和第二p型mos管mp2的源极连接电源电压vdd，所述的第一p型mos管mp1和第二p型mos管mp2的栅极连接所述的第三p型mos管mp3和第四p型mos管mp4的栅极；第一p型mos管mp1的漏极连接所述的第三p型mos管mp3的源极，所述的第二p型mos管mp2的漏极连接所述的第四p型mos管mp4的源极，所述的第三p型mos管mp3的漏极连接该第三p型mos管mp3的栅极以及所述的第一n型mos管mn1的漏极，所述的第四p型mos管mp4的漏极连接所述的第二n型mos管mn2的漏极，所述的第一n型mos管mn1的栅极连接参考电压vref，所述的第二n型mos管mn2的栅极连接所述的反馈网络，所述的第一n型mos管mn1和第二n型mos管mn2的源极均连接所述的第三n型mos管mn3、第四n型mos管mn4和第五n型mos管mn5的漏极，所述的第三n型mos管mn3的栅极连接所述的比较器的输出级，该第三n型mos管mn3的源极接地，该第三n型mos管mn3提供所述的输入级的瞬态增强偏置电流，所述的第四n型mos管mn4和第五n型mos管mn5的栅极均连接所述的ldo偏置电路，所述的第四n型mos管mn4的源极连接所述的第六n型mos管mn6的漏极，所述的第六n型mos管mn6的栅极连接所述的自适应偏置电流采样电路，该第六n型mos管mn6及所述的第五n型mos管mn5的源极接地，所述的第四n型mos管mn4和所述的第六n型mos管mn6提供该比较器输入级的自适应偏置电流，所述的第五n型mos管mn5提供该比较器输入级的固定偏置电流；所述比较器的输出级包括：第九p型mos管mp9、第十p型mos管mp10、第十四n型mos管mn14、第十五n型mos管mn15和第一电容c1，所述的第九p型mos管mp9和第十p型mos管mp10的源极连接电源电压vdd，所述的第九p型mos管mp9的栅极连接所述的第四p型mos管mp4的漏极，该第九p型mos管mp9的漏极连接所述的第十p型mos管mp10的栅极以及所述的第十四n型mos管mn14的漏极，所述的第十四n型mos管mn14和第十五n型mos管mn15的栅极连接所述的ldo偏置电路，所述的第十四n型mos管mn14的源极、第十五n型mos管mn15的源极及所述第一电容c1的一端接地；所述的第十p型mos管mp10的漏极、所述的第十五n型mos管mn15的漏极以及所述第一电容c1的另一端连接所述的比较器输入级及所述的误差放大器，用以提供瞬态反馈。

10、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，通过改变所述第一电容c1的电容值及所述的第十五n型mos管mn15泄放电流的能力，改变所述的瞬态增强偏置电流的维持时间。

11、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的误差放大器包括输入级和第二级；该误差放大器输入级与所述的比较器输入级共用；该误差放大器第二级包括第五p型mos管mp5、第七n型mos管mn7、第八n型mos管mn8、第九n型mos管mn9和第十一n型mos管mn11；所述的第五p型mos管mp5的源极连接电源电压vdd，该第五p型mos管mp5的栅极连接所述的第四p型mos管mp4的漏极，该第五p型mos管mp5的漏极连接所述的第七n型mos管mn7、第八n型mos管mn8和第九n型mos管mn9的漏极，并作为该误差放大器的输出端连接至所述ldo电路的调整管及所述的自适应偏置电流采样电路；所述的第七n型mos管mn7的栅极连接所述的比较器，该第七n型mos管mn7的源极接地，该第七n型mos管mn7提供所述的第二级的瞬态增强偏置电流，所述的第八n型mos管mn8和第九n型mos管mn9的栅极均连接所述的ldo偏置电路，所述的第八n型mos管mn8的源极连接所述的第十一n型mos管mn11的漏极，所述的第九n型mos管mn9的源极接地，该第九n型mos管mn9提供所述的第二级的固定偏置电流，所述的第十一n型mos管mn11的栅极连接于所述的自适应偏置电流采样电路，所述的第十一n型mos管mn11的源极接地，所述的第八n型mos管mn8及第十一n型mos管mn11提供该第二级的自适应偏置电流。

12、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的误差放大器还包括相位补偿电路，该相位补偿电路包括串联的第零电阻r0和第零电容c0，所述的第零电阻r0的另一端连接所述的第二p型mos管mp2的漏极以及所述的第四p型mos管mp4的源极，所述的第零电容c0的另一端连接第五p型mos管mp5的漏极。

13、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的自适应偏置电流采样电路包括第六p型mos管mp6、第七p型mos管mp7、第八p型mos管mp8、第十一p型mos管mp11、第十二n型mos管mn12、第十三n型mos管mn13，所述的第六p型mos管mp6和第八p型mos管mp8的源极连接电源电压vdd，所述的第六p型mos管mp6和第八p型mos管mp8的栅极均连接所述的第五p型mos管mp5的漏极，所述的第六p型mos管mp6作为所述的ldo电路的调整管，其漏极作为输出电压vout连接所述的负载，其漏极还连接所述的第七p型mos管mp7的源极，所述的第八p型mos管mp8漏极连接所述的第十一p型mos管mp11的源极，第十一p型mos管mp11的栅极与所述的第七p型mos管mp7的栅极连接，该第七p型mos管mp7的漏极连接该第七p型mos管mp7的栅极，并连接所述的第十二n型mos管mn12的漏极，所述的第十一p型mos管mp11的漏极连接所述的第十三n型mos管mn13的漏极，该第十三n型mos管mn13的漏极还连接第十三n型mos管mn13的栅极，第十三n型mos管mn13的栅极还连接所述的第十二n型mos管mn12的栅极，所述的第十二n型mos管mn12的源极接地gnd，所述的第十三n型mos管mn13的源极接地，以对所述的误差放大器的输出端电流进行的采样反馈至所述的误差放大器。

14、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的第八p型mos管mp8的尺寸与所述的第六p型mos管mp6的尺寸之间的比例k，所述的第六p型mos管mp6采样到的电流为iload，则所述的第八p型mos管mp8采样到的电流为iload/k。

15、该具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路中，所述的反馈网络包括串联的第一电阻r1及第二电阻r2，所述的第一电阻r1的另一端连接所述的第六p型mos管mp6的漏极输出电压vout，所述的第二电阻r2的另一端接地，所述的第一电阻r1及第二电阻r2之间的节点连接所述的比较器和误差放大器共用的输入级中的第二n型mos管mn2的栅极。

16、采用了该发明的具有瞬态响应增强的低静态功耗ldo电路，相较于现有技术，进一步增加了比较器，其连接于所述的误差放大器的输出端，其瞬态响应带宽大于ldo轻负载时的环路带宽，用以在检测到负载由轻变重时，快速向所述的误差放大器提供瞬态反馈，产生瞬态增强偏置电流，使误差放大器的电路偏置短时间快速上升，缩短了现有技术中tdelay时间段，使ldo响应更快，从而大幅减小了输出电压下冲。