适用于传感器芯片的LDO的制作方法

本发明涉及线性稳压器领域，更具体地涉及一种适用于传感器芯片的ldo。

背景技术：

1、低压差线性稳压器(ldo)是最常用的一种线性稳压器，其功能是将含有噪声的电源电压变成一个稳定的、精确的、与负载无关的电压，并可以为负载提供大的突变电流，衡量ldo性能的主要指标有精度、功耗和面积。

2、磁传感器芯片是指将磁场、电流、应力应变、温度、光等因素作用下引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号，以此来检测相应物理量的一种器件，应用于磁传感器以及各类电子控制系统模组中。磁传感器芯片为数模混合系统，模拟电路对霍尔传感器输出电压进行放大、滤波等处理，数字电路对校正、斩波、霍尔旋转电流等进行控制。磁传感器芯片中通常设置有ldo，用于为模拟电路和数字电路提供稳定的供电电压。

3、但是，数字电路通常由时钟进行驱动，在工作过程中电路的工作电路会不断变化，由此产生的负载突变和电源纹波会严重影响ldo的输出电压精度，而系统中的模拟电路则要求ldo的输出电压要有足够精度，否则会对模拟电路的性能产生影响，因此要求ldo要有较小的负载突变误差、较高的电源抑制psr(原边反馈)特性或者较低的电源波纹，两者会产生矛盾；另外，数模混合系统在工作过程中可能存在浪涌，其会使得电源电压突然升高，影响ldo的正常工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于传感器芯片的ldo，以分别为数字电路和模拟电路提供高精度的供电电压，且可在电源电压突然升高时正常工作。

2、基于上述目的，本发明提供一种适用于传感器芯片的ldo，包括：包括稳压电路、模拟电路ldo和数字电路ldo，所述稳压电路的输入端与电源端电连接，所述稳压电路的输出端分别与所述模拟电路ldo和所述数字电路ldo电连接，所述模拟电路ldo和所述数字电路ldo还分别与参考电压电连接，所述稳压电路用于产生一个稳定的电压，所述模拟电路ldo根据该稳定的电压产生给模拟电路供电的电压，所述数字电路ldo根据该稳定的电压产生给数字电路供电的电压和给存储器供电的电压。

3、进一步地，所述稳压电路包括第一电阻r1、第一晶体管mn1、第一电容c1、三级管q1、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第一齐纳二极管d6和第二齐纳二极管d7，其中，第一电阻r1的一端与电源端电连接，第一电阻r1的另一端分别与第一晶体管mn1的栅极、三极管q1的集电极和第二齐纳二极管d7的负极电连接，第二齐纳二极管d7的正极接地，第一晶体管mn1的漏极与电源端电连接，第一晶体管mn1的源极分别与第一电容c1的一端、第一齐纳二极管d6的负极和三极管q1的基极电连接，并形成为所述稳压电路的输出端，第一电容c1的另一端和第一齐纳二极管d6的正极均接地，三极管q1的发射极与第一二极管d1的正极电连接，第一二极管d1的负极与第二二极管d2的正极电连接，第二二极管d2的负极与第三二极管d3的正极电连接，第三二极管d3的负极与第四二极管d4的正极电连接，第四二极管d4的负极与第五二极管d5的正极电连接，第五二极管d5的负极接地。

4、进一步地，所述第一晶体管mn1为n型ldmos，所述第一电阻r1为多晶硅电阻。

5、进一步地，所述第一电容c1为mos电容、mim电容和mom电容中的一种或多种的组合。

6、进一步地，所述第一电容c1的取值为10～999pf。

7、进一步地，所述第一齐纳二极管d6和所述第二齐纳二极管d7的击穿电压均为6.5v。

8、进一步地，所述模拟电路ldo包括第一运算放大器a1、第二晶体管mn2、第二电阻rfa1、第三电阻rfa2和第二电容c2，其中，第一运算放大器a1的同向输入端与参考电压电连接，第一运算放大器a1的输出端与第二晶体管mn2的栅极电连接，第二晶体管mn2的漏极与稳压电路的输出端电连接，第二晶体管mn2的源极分别与第二电阻rfa1的一端和第二电容c2的一端电连接，并形成为模拟电路ldo的输出端，第二电容c2的另一端接地，第二电阻rfa1的另一端分别与第一运算放大器a1的反向输入端和第三电阻rfa2的一端电连接，第三电阻rfa2的另一端接地。

9、进一步地，所述数字电路ldo包括第三晶体管mn3、第四晶体管mn4、第二运算放大器a2、第四电阻rfd1、第五电阻rfd2、第三电容c3和第四电容c4，其中，第三晶体管mn3的栅极与模拟电路ldo的第二晶体管mn2的栅极电连接，第三晶体管mn3的漏极与稳压电路的输出端电连接，第三晶体管mn3的源极分别与第四晶体管mn4的漏极和第三电容c3的一端电连接，并形成为数字电路ldo的第一输出端，所述第一输出端用于为存储器提供供电电压，第三电容c3的另一端接地，第四晶体管mn4的栅极与第二运算放大器a2的输出电连接，第二运算放大器a2的同向输入端与参考电压电连接，第四晶体管mn4的源极分别与第四电阻rfd1的一端和第四电容c4的一端电连接，并形成为数字电路ldo的第二输出端，所述第二输出端用于为数字电路提供供电电压，第四电容c4的另一端接地，第四电阻rfd1的另一端分别与第二运算放大器a2的反向输入端和第五电阻rfd2的一端电连接，第五电阻rfd2的另一端接地。

10、进一步地，所述电源端的电压范围为4.0～30v，所述稳压电路的输出端的电压范围为3.78～3.82v。

11、进一步地，给模拟电路供电的电压为3.3v，给数字电路供电的电压为1.5v，给存储器供电的电压为3.4v。

12、本发明的适用于传感器芯片的ldo，通过稳压电路实现稳压，稳压电路结构简单、瞬态响应速度快，电路的工作电源电压范围极宽可达4.2～30v，还可以大大提高ldo的psr性能，通过稳压后，模拟电路ldo和数字电路ldo可采用普通mos，而无需采用ldmos，可以大大减小芯片的面积与成本；通过将模拟电路供电电压和数字电路供电电压分离，可以大大减小数字电路中的电流突变对模拟电路的供电电压vdda的影响，从而得到高精度的模拟电路供电电压，同时还可以方便地得到多电压域供电电压，且相互之间影响较小。本发明的ldo具有快的响应速度、高的psr、大的驱动能力、低的瞬态波动、宽的工作电压范围、高精度等特点，可适用于对模拟电路供电电压精度和稳定性有极高要求场合，也适用于高压场合。

技术特征：

1.一种适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，包括稳压电路、模拟电路ldo和数字电路ldo，所述稳压电路的输入端与电源端电连接，所述稳压电路的输出端分别与所述模拟电路ldo和所述数字电路ldo电连接，所述模拟电路ldo和所述数字电路ldo还分别与参考电压电连接，所述稳压电路用于产生一个稳定的电压，所述模拟电路ldo根据该稳定的电压产生给模拟电路供电的电压，所述数字电路ldo根据该稳定的电压产生给数字电路供电的电压和给存储器供电的电压。

2.根据权利要求1所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述稳压电路包括第一电阻r1、第一晶体管mn1、第一电容c1、三级管q1、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5、第一齐纳二极管d6和第二齐纳二极管d7，其中，第一电阻r1的一端与电源端电连接，第一电阻r1的另一端分别与第一晶体管mn1的栅极、三极管q1的集电极和第二齐纳二极管d7的负极电连接，第二齐纳二极管d7的正极接地，第一晶体管mn1的漏极与电源端电连接，第一晶体管mn1的源极分别与第一电容c1的一端、第一齐纳二极管d6的负极和三极管q1的基极电连接，并形成为所述稳压电路的输出端，第一电容c1的另一端和第一齐纳二极管d6的正极均接地，三极管q1的发射极与第一二极管d1的正极电连接，第一二极管d1的负极与第二二极管d2的正极电连接，第二二极管d2的负极与第三二极管d3的正极电连接，第三二极管d3的负极与第四二极管d4的正极电连接，第四二极管d4的负极与第五二极管d5的正极电连接，第五二极管d5的负极接地。

3.根据权利要求2所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述第一晶体管mn1为n型ldmos，所述第一电阻r1为多晶硅电阻。

4.根据权利要求2所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述第一电容c1为mos电容、mim电容和mom电容中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求2所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述第一电容c1的取值为10～999pf。

6.根据权利要求2所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述第一齐纳二极管d6和所述第二齐纳二极管d7的击穿电压均为6.5v。

7.根据权利要求1所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述模拟电路ldo包括第一运算放大器a1、第二晶体管mn2、第二电阻rfa1、第三电阻rfa2和第二电容c2，其中，第一运算放大器a1的同向输入端与参考电压电连接，第一运算放大器a1的输出端与第二晶体管mn2的栅极电连接，第二晶体管mn2的漏极与稳压电路的输出端电连接，第二晶体管mn2的源极分别与第二电阻rfa1的一端和第二电容c2的一端电连接，并形成为模拟电路ldo的输出端，第二电容c2的另一端接地，第二电阻rfa1的另一端分别与第一运算放大器a1的反向输入端和第三电阻rfa2的一端电连接，第三电阻rfa2的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述数字电路ldo包括第三晶体管mn3、第四晶体管mn4、第二运算放大器a2、第四电阻rfd1、第五电阻rfd2、第三电容c3和第四电容c4，其中，第三晶体管mn3的栅极与模拟电路ldo的第二晶体管mn2的栅极电连接，第三晶体管mn3的漏极与稳压电路的输出端电连接，第三晶体管mn3的源极分别与第四晶体管mn4的漏极和第三电容c3的一端电连接，并形成为数字电路ldo的第一输出端，所述第一输出端用于为存储器提供供电电压，第三电容c3的另一端接地，第四晶体管mn4的栅极与第二运算放大器a2的输出电连接，第二运算放大器a2的同向输入端与参考电压电连接，第四晶体管mn4的源极分别与第四电阻rfd1的一端和第四电容c4的一端电连接，并形成为数字电路ldo的第二输出端，所述第二输出端用于为数字电路提供供电电压，第四电容c4的另一端接地，第四电阻rfd1的另一端分别与第二运算放大器a2的反向输入端和第五电阻rfd2的一端电连接，第五电阻rfd2的另一端接地。

9.根据权利要求1所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，所述电源端的电压范围为4.0～30v，所述稳压电路的输出端的电压范围为3.78～3.82v。

10.根据权利要求1所述的适用于传感器芯片的ldo，其特征在于，给模拟电路供电的电压为3.3v，给数字电路供电的电压为1.5v，给存储器供电的电压为3.4v。

技术总结
本发明涉及一种适用于传感器芯片的LDO，包括稳压电路、模拟电路LDO和数字电路LDO，稳压电路的输入端与电源端电连接，稳压电路的输出端分别与模拟电路LDO和数字电路LDO电连接，模拟电路LDO和数字电路LDO还分别与参考电压电连接，稳压电路用于产生稳定的电压，模拟电路LDO根据该电压产生给模拟电路供电的电压，数字电路LDO根据该电压产生给数字电路供电的电压和给存储器供电的电压。本发明的适用于传感器芯片的LDO，通过将模拟电路供电电压和数字电路供电电压分离，可大大减小数字电路的电流突变对模拟电路供电电压的影响，得到高精度的模拟电路供电电压，同时可方便地得到多电压域供电电压，且相互之间影响较小。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海灿瑞科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14