一种基于电荷泵的低压差线性稳压器的制作方法

本发明涉及稳压器，更具体的说是涉及一种基于电荷泵的低压差线性稳压器。

背景技术：

1、低压差线性稳压器(low drop-out,ldo)在电源管理技术领域具有广泛的应用。较低的压差意味着ldo可以在输入电压接近输出电压的情况下工作。这使得ldo在需要提供低压电源的场景中非常有用。由于较低的压差，ldo能够更好地适应电压波动和噪声，并提供更稳定的输出电压。

2、相较于传统采用pmos管作为调整管，低压差线性稳压器采用nmos管作为调整管可以使输出阻抗更小并且受负载波动影响小。同时nmos管所占用的面积较小，方便整个低压差线性稳压器芯片的布局。为了使nmos管导通，nmos管的栅源电压差至少要达到开启阈值电压。在负载电流较大的情况下，nmos管栅源电压差升高，因为源级电压输出不变，就需要有额外的升压电路来提高nmos管的栅极电压。

3、目前大多数nmos调整管低压差线性稳压器通过提高误差放大器的供电电压(从而提高误差放大器输出电压)的方式来提高nmos管的栅极电压，上述方式不仅会增大电路的功耗，还会因耐压问题影响误差放大器的可靠性。

4、因此，如何提供一种功耗更小、误差放大器稳定可靠的低压差线性稳压器是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其功耗更小、误差放大器稳定可靠。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，包括：误差放大器、电荷泵、第一电阻、第二电阻和第一nmos管；

4、所述误差放大器的输出端与所述电荷泵的输入端相连；

5、所述电荷泵的输出端与所述第一nmos管的栅极相连；

6、所述电荷泵的供电输入端与第二供电电压相连；

7、所述第一nmos管的源极与所述第一电阻的一端相连；

8、所述第一电阻的另一端分别与所述误差放大器的反向输入端、所述第二电阻的一端相连；

9、所述第二电阻的另一端接地；

10、所述误差放大器的同向输入端与基准电压相连；

11、所述误差放大器的供电输入端、所述第一nmos管的漏极均与第一供电电压相连。

12、优选的，上述低压差线性稳压器还包括第二nmos管和第一电容；

13、所述第二nmos管的栅极与所述电荷泵的输出端相连；

14、所述第二nmos管的源极通过所述第一电容接地；

15、所述第二nmos管的漏极与所述第一供电电压相连。

16、优选的，上述低压差线性稳压器还包括第二电容；

17、所述第二电容的一端与所述第二nmos管的栅极相连；

18、所述第二电容的另一端接地。

19、优选的，所述电荷泵包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；

20、所述误差放大器的输出端与所述第三电容的一端相连；

21、所述第三电容的一端通过所述第一开关与所述第四电容的一端相连；

22、所述第四电容的另一端通过所述第二开关与所述第三电容的另一端相连；

23、所述第三电容的另一端与所述第一nmos管的栅极相连；

24、所述第四电容的一端通过所述第三开关接地；

25、所述第四电容的另一端通过所述第四开关与第二供电电压相连。

26、优选的，所述第一开关和第二开关均与第一时钟相连；

27、所述第三开关和第四开关均与第二时钟相连；

28、所述第一时钟与所述第二时钟的周期相同、相位相反且高电平不交叠。

29、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，可以获得以下有益技术效果:

30、1:本发明在误差放大器和nmos管之间加入了电荷泵，将误差放大器的输出电压叠加电荷泵产生的固定电压vdd作为nmos管的栅极电压，达到了提高nmos栅极电压的效果。

31、2：相较于电荷泵用来提高误差放大器供电电压的方案，本发明不仅可以降低电路功耗(即第一供电电压vin降低，电路功耗相应降低)，且实现了低压差(即vin-vout降低：因vin降低，vout不变，因此vin-vout降低)的有益技术效果。

32、3：本发明在第一nmos管的基础上跟随一个第二nmos管，将第二nmos管的源级作为最终输出电压vout，由于第二nmos管没有接入整个反馈回路(反馈回路由第一电阻r1和第二电阻r2构成)，从而提高了输出电压的稳定性。

技术特征：

1.一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其特征在于，包括：误差放大器、电荷泵、第一电阻、第二电阻和第一nmos管；

2.根据权利要求1所述的一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括第二nmos管和第一电容；

3.根据权利要求2所述的一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括第二电容；

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其特征在于，所述电荷泵包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；

5.根据权利要求4所述的一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种基于电荷泵的低压差线性稳压器，包括：误差放大器、电荷泵、第一电阻、第二电阻和第一NMOS管；所述误差放大器的输出端与所述电荷泵的输入端相连；所述电荷泵的输出端与所述第一NMOS管的栅极相连；所述电荷泵的供电输入端与第二供电电压相连；所述第一NMOS管的源极与所述第一电阻的一端相连；所述第一电阻的另一端分别与所述误差放大器的反向输入端、所述第二电阻的一端相连；所述第二电阻的另一端接地；所述误差放大器的同向输入端与基准电压相连；所述误差放大器的供电输入端、所述第一NMOS管的漏极均与第一供电电压相连。本发明低压差线性稳压器在提高NMOS管栅极电压的前提下，实现了电路功耗更小、误差放大器稳定可靠的有益技术效果。

技术研发人员：周俊,唐聪
受保护的技术使用者：英彼森半导体（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24