一种低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路的制作方法

技术特征：
1.一种低功耗且快速瞬态响应的数控ldo电路，其特征在于，包括：第一运算放大器(1)、第二运算放大器(2)、频率补偿网络(3)、共源极放大器(4)、功率管电路(5)、限流保护电路(6)、分压电阻电路(7)、低功耗偏置电路(8)和数控逻辑电路(9)，其中，所述第一运算放大器(1)的反相输入端和所述第二运算放大器(2)的反相输入端均输入参考电压v
ref
，所述第一运算放大器(1)的正相输入端和所述第二运算放大器(2)的正相输入端均输入反馈电压v
fb
，所述第一运算放大器(1)的输出端和所述第二运算放大器(2)的输出端均连接所述频率补偿网络(3)的输入端；所述频率补偿网络(3)的输出端连接所述共源极放大器(4)的输入端，所述频率补偿网络(3)用于调节ldo电路的零极点位置；所述共源极放大器(4)的输出端连接所述功率管电路(5)的输入端和所述低功耗偏置电路(8)输出的充电电流ic，所述共源极放大器(4)分别与所述第一运算放大器(1)和所述第二运算放大器(2)构成两级放大器，使得参考电压v
ref
与反馈电压v
fb
相等；所述功率管电路(5)的输出端输出电压v
out
，并连接所述分压电阻电路(7)的输入端，所述分压电阻电路(7)输出反馈电压v
fb
；所述限流保护电路(6)与所述功率管电路(5)连接，所述限流保护电路(6)用于限制所述功率管电路(5)的输出电流；所述低功耗偏置电路(8)分别与所述第一运算放大器(1)、所述第二运算放大器(2)、所述共源极放大器(4)、所述功率管电路(5)和所述数控逻辑电路(9)连接，所述低功耗偏置电路(8)用于为各有源电路提供偏置电压和充电电流ic，同时产生第一使能信号enk；所述数控逻辑电路(9)的第一输入端输入第一使能信号enk，第二输入端输入第二使能信号en，输出端分别连接所述第一运算放大器(1)、所述第二运算放大器(2)、所述频率补偿网络(3)、所述功率管电路(5)、所述限流保护电路(6)和所述低功耗偏置电路(8)，所述数控逻辑电路(9)用于控制ldo电路的工作时序。2.根据权利要求1所述的低功耗且快速瞬态响应的数控ldo电路，其特征在于，所述数控逻辑电路(9)包括第一反相器(inv1)、第二反相器(inv2)、第三反相器(inv3)、第四反相器(inv4)、第五反相器(inv5)、第六反相器(inv6)、第七反相器(inv7)和与非门(nand1)，其中，所述第一反相器(inv1)的输入端输入第二使能信号en，输出端输出第一控制信号enb，并连接所述与非门(nand1)的第一输入端和所述第二反相器(inv2)的输入端；所述第二反相器(inv2)的输出端输出第二控制信号enbb，并连接所述第三反相器(inv3)的输入端；所述第三反相器(inv3)的输出端连接所述第四反相器(inv4)的输入端，所述第四反相器(inv4)的输出端输出第三控制信号enbbbb；所述第五反相器(inv5)的输入端输入第一使能信号enk，输出端连接所述与非门(nand1)的第二输入端，所述与非门(nand1)的输出端连接所述第六反相器(inv6)的输入端；所述第六反相器(inv6)的输出端输出第四控制信号enkbbb，并连接所述第七反相器(inv7)的输入端，所述第七反相器(inv7)的输出端输出第五控制信号enkbbbb。3.根据权利要求2所述的低功耗且快速瞬态响应的数控ldo电路，其特征在于，所述低
功耗偏置电路(8)包括启动电路(801)和主体电路，所述主体电路包括第十四pmos管(mp14)、第十五pmos管(mp15)、第十六pmos管(mp16)、第十七pmos管(mp17)、第十八pmos管(mp18)、第十九pmos管(mp19)、第二十六pmos管(mp26)、第十五nmos管(mn15)、第十六nmos管(mn16)、第十七nmos管(mn17)、第十九nmos管(mn19)、第二十nmos管(mn20)和第三电阻(r3)；所述启动电路(801)包括第二十pmos管(mp20)、第二十一pmos管(mp21)、第二十一nmos管(mn21)、第八反相器(inv8)、第二电容(c2)、第三电容(c3)和三极管(bjt1)；其中，所述第十四pmos管(mp14)的栅极输出第二偏置电压v
b2
，并分别连接其漏极、所述第十五nmos管(mn15)的漏极、所述第十九pmos管(mp19)的漏极、所述第十五pmos管(mp15)的栅极、所述第十六pmos管(mp16)的栅极、所述第十七pmos管(mp17)的栅极和所述第十八pmos管(mp18)的栅极；所述第十五nmos管(mn15)的栅极输出第三偏置电压v
b3
，并分别连接所述第十六nmos管(mn16)的栅极和源极、所述第十五pmos管(mp15)的漏极、所述第二十一pmos管(mp21)的漏极，所述第三电容(c3)的第一端、所述第三电阻(r3)的第一端、所述三极管(bjt1)的发射极；所述第十五nmos管(mn15)的源极连接所述第十九nmos管(mn19)的漏极，所述第十九nmos管(mn19)的栅极输入所述第二控制信号enbb，所述第十九nmos管(mn19)的源极连接所述第十六nmos管(mn16)的漏极；所述第十六pmos管(mp16)的漏极分别连接所述第二十六pmos管(mp26)的栅极、所述第二十pmos管(mp20)的栅极、所述第二十一nmos管(mn21)的漏极、所述第二电容(c2)的第一端和所述第八反相器(inv8)的输入端，所述第八反相器(inv8)的输出端输出所述第一使能信号enk；所述第十七pmos管(mp17)的漏极连接所述第二十六pmos管(mp26)的源极，所述第二十六pmos管(mp26)的漏极输出充电电流ic；所述第十八pmos管(mp18)的漏极输出第一偏置电压v
b1
，并分别连接所述第十七nmos管(mn17)的漏极和栅极以及所述第二十nmos管(mn20)的漏极；所述第二十nmos管(mn20)的栅极、所述第二十一pmos管(mp21)的栅极、所述第二十一nmos管(mn21)的栅极均输入所述第一控制信号enb；所述第二十pmos管(mp20)的漏极连接所述第二十一pmos管(mp21)的源极；所述第二十一pmos管(mp21)的衬底和所述第二十六pmos管(mp26)的衬底均连接电源电压(vdd)，所述第十四pmos管(mp14)的源极和衬底、所述第十五pmos管(mp15)的源极和衬底、所述第十六pmos管(mp16)的源极和衬底、所述第十七pmos管(mp17)的源极和衬底、所述第十八pmos管(mp18)的源极和衬底、所述第十九pmos管(mp19)的源极和衬底以及所述第二十pmos管(mp20)的源极和衬底均连接所述电源电压(vdd)；所述第三电阻(r3)的第二端、所述三极管(bjt1)的基极与集电极、所述第二电容(c2)的第二端、所述第三电容(c3)的第二端、所述第十七nmos管(mn17)的源极、所述第二十nmos管(mn20)的源极以及所述第二十一nmos管(mn21)的源极均连接地电位(gnd)。4.根据权利要求3所述的低功耗且快速瞬态响应的数控ldo电路，其特征在于，所述功率管电路(5)包括：第二十二pmos管(mp22)、第二十三pmos管(mp23)、第二十四pmos管
(mp24)、第二十五pmos管(mp25)、第二十二nmos管(mn22)、第二十三nmos管(mn23)、第二十四nmos管(mn24)、第四电阻(r4)、第五电阻(r5)、第六电阻(r6)、第四电容(4)和第五电容(c5)，其中，所述第二十二nmos管(mn22)的栅极输入所述第三偏置电压v
b3
，漏极输出第四偏置电压v
b4
，并分别连接所述第二十四pmos管(mp24)的漏极和所述第四电容(4)的第二端；所述第四电阻(r4)串接在所述第二十二nmos管(mn22)的源极与所述地电位(gnd)之间；所述第二十四pmos管(mp24)的栅极输入所述共源极放大器(4)的输出电压v
out2
，源极作为所述功率管电路(5)的输出端输出电压v
out
，并分别连接所述第二十四pmos管(mp24)的衬底、所述第六电阻(r6)的第二端、所述第四电容(4)的第一端、所述第五电容(c5)的第一端和所述第二十三nmos管(mn23)的栅级；所述第五电容(c5)的第二端连接所述地电位(gnd)，所述第六电阻(r6)的第一端连接所述第二十二pmos管(mp22)的漏极；所述第二十二pmos管(mp22)的栅极分别连接所述第二十三pmos管(mp23)的栅极和漏极、所述第二十五pmos管(mp25)的漏极和所述第五电阻(r5)的第一端；所述第二十二pmos管(mp22)的源极和衬底、所述第二十三pmos管(mp23)的源极和衬底和所述第二十五pmos管(mp25)的源极和衬底均连接所述电源电压(vdd)；所述第二十五pmos管(mp25)的栅极输入所述第二控制信号enbb；所述第二十三nmos管(mn23)的漏极连接所述第五电阻(r5)的第二端，源极连接所述第二十四nmos管(mn24)的漏极；所述第二十四nmos管(mn24)的栅极输入所述限流保护电路(6)的输出限流电压v
limit
，源极连接所述地电位(gnd)。5.根据权利要求4所述的低功耗且快速瞬态响应的数控ldo电路，其特征在于，所述限流保护电路(6)包括第二十五nmos管(mn25)、第二十六nmos管(mn26)、第七电阻(r7)、第八电阻(r8)和第六电容(c6)，其中，所述第二十五nmos管(mn25)的栅极输入所述第四偏置电压v
b4
，漏极输出所述限流电压v
limit
，并分别连接所述第二十六nmos管(mn26)的漏极和所述第八电阻(r8)的第二端；所述第二十六nmos管(mn26)的栅极输入所述第一控制信号enb；所述第六电容(c6)的第一端分别连接所述第七电阻(r7)的第二端和所述第八电阻(r8)的第一端，所述第七电阻(r7)的第一端连接所述功率管电路(5)的输出端；所述第二十五nmos管(mn25)的源极、所述第二十六nmos管(mn26)的源极和所述第六电容(c6)的第二端均连接所述地电位(gnd)。

技术总结
本发明涉及一种低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路，包括：数控逻辑电路用于控制LDO电路时序，令LDO电路启动时瞬态响应快，稳定时功耗低；第一运算放大器只在启动时工作，功耗大且压摆率高；第二运算放大器只在稳定时工作，其电源电压是LDO的输出电压，功耗小；共源极放大器分别与第一运算放大器、第二运算放大器成两级放大器，使参考电压与反馈电压精确相等；频率补偿网络用于调整电路的零极点位置；低功耗偏置电路用于输出数控信号和微瓦量级的偏置信号；功率管电路采用源极跟随器结构并引入前馈电容，提高了瞬态响应速度；限流保护电路提高了可靠性；分压电阻提供反馈电压。本发明电路功耗低的同时，还具有瞬态响应快的特点。点。点。


技术研发人员：刘术彬 董志成 叶明旺 丁瑞雪 朱樟明
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/12/2