本發(fā)明涉及穩(wěn)壓器領(lǐng)域，具體是一種ocl-ldo電路。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的飛速進(jìn)步，便攜式電子設(shè)備在日常生活與工作中的角色愈發(fā)關(guān)鍵，這也促進(jìn)了電源管理技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。市場(chǎng)上出現(xiàn)了多種多樣的電源解決方案，以滿(mǎn)足不同便攜式電子設(shè)備對(duì)穩(wěn)定可靠電源的需求，從而豐富了整個(gè)電子產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。

2、低壓差線性穩(wěn)壓器(ldo)作為一種高效且常用的降壓芯片，由于其優(yōu)秀的噪聲控制能力、緊湊的物理尺寸以及便于集成的特點(diǎn)，在小型電子設(shè)備中獲得了廣泛應(yīng)用。特別是在片上集成系統(tǒng)(soc)中，ldo因其能夠提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，并有效減少電磁干擾(emi)，成為眾多設(shè)計(jì)工程師的首選方案之一。此外，ldo無(wú)需復(fù)雜的外部組件即可實(shí)現(xiàn)高性能，這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程并降低了成本，使其在便攜式設(shè)備的設(shè)計(jì)中占據(jù)了重要的地位。

3、傳統(tǒng)線性低壓差穩(wěn)壓器(ldo)的設(shè)計(jì)通常需要較大的外部電容器，這些電容器的容量往往高達(dá)微法拉級(jí)別。這些片外電容器對(duì)于確保輸出電壓的穩(wěn)定性至關(guān)重要，特別是在負(fù)載電流出現(xiàn)突然變化時(shí)，它們能夠有效抑制輸出電壓的波動(dòng)，避免電壓幅值的顯著變化。然而，這種對(duì)外部大容量電容器的依賴(lài)也帶來(lái)了一些明顯的局限性，例如增加了電路板的空間占用、提高了成本，并可能影響系統(tǒng)的整體響應(yīng)速度。

4、大容量電容器的應(yīng)用雖然對(duì)于保證輸出電壓的穩(wěn)定性至關(guān)重要，但也帶來(lái)了幾個(gè)明顯的問(wèn)題。首先，這些電容器占用了較大的空間，這對(duì)追求小型化和輕薄設(shè)計(jì)的現(xiàn)代電子設(shè)備構(gòu)成了設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。其次，使用大容量電容器會(huì)增加系統(tǒng)的成本，因?yàn)樗鼈儾粌H價(jià)格相對(duì)較高，還需要額外的空間。此外，這些大型電容器還可能導(dǎo)致電源模塊的整體重量增加，這對(duì)于便攜式設(shè)備而言，不僅影響便攜性，還可能影響電池壽命，因?yàn)檩^重的設(shè)備可能會(huì)消耗更多的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此，尋找替代方案來(lái)減少對(duì)外部大容量電容器的依賴(lài)成為了設(shè)計(jì)人員面臨的重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種ocl-ldo電路，包括帶隙基準(zhǔn)單元、超級(jí)源隨器、偏置電路、功率晶體管mp、誤差放大器、翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器、頻率補(bǔ)償單元和高通網(wǎng)絡(luò)；

2、所述帶隙基準(zhǔn)單元產(chǎn)生參考電壓和參考電流；

3、所述帶隙基準(zhǔn)單元將參考電壓輸出至翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器，以及誤差放大器的反相輸入端，將參考電流輸出至偏置電路；

4、所述超級(jí)源隨器與功率晶體管mp的柵極連接，將柵極的寄生電容推向高頻，保證功率晶體管mp輸出電壓的穩(wěn)定；

5、所述偏置電路為ocl-ldo電路中的電流源提供偏置電壓；

6、所述功率晶體管mp執(zhí)行充放電操作；功率晶體管放電時(shí)，功率晶體管mp的漏極作為ldo電路的輸出端，向外輸出電壓；

7、所述誤差放大器用于對(duì)輸入的參考電壓和反饋電壓產(chǎn)生一級(jí)增益電壓；所述反饋電壓產(chǎn)生于誤差放大器晶體管m1的柵極，來(lái)自m5、m12、m14。由翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器中的晶體管m11、誤差放大器中的晶體管m12構(gòu)成的電流鏡對(duì)一級(jí)增益電壓進(jìn)行復(fù)制，產(chǎn)生與參考電壓vref同大小的輸出電壓，并向外輸出；

8、所述翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器形成局部環(huán)路，用于檢測(cè)ldo電路輸出端電壓的變化，并抑制輸出端的欠沖和過(guò)沖現(xiàn)象；

9、所述頻率補(bǔ)償單元跨接于ldo電路的輸出端和超級(jí)源隨器的輸入端，用于優(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性；具體的，采用米勒補(bǔ)償?shù)姆绞?，增大晶體管m22柵極處的主極點(diǎn)與輸出端的寄生極點(diǎn)之間的距離，增加相位裕度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高穩(wěn)定性。

10、所述高通網(wǎng)絡(luò)用于檢測(cè)ldo電路輸出端電壓變化，并反饋給超級(jí)源隨器。

11、進(jìn)一步，還包括電源vin；

12、所述電源vin為超級(jí)源隨器、誤差放大器、翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器、偏置電路供電。

13、進(jìn)一步，所述超級(jí)源隨器包括晶體管m21、晶體管m22、晶體管m23和電阻r2；

14、電阻r2的一端連接晶體管m23的柵極，電阻r2的另一端接地；

15、晶體管m21的漏極、晶體管m23的漏極、晶體管m22的源極均與功率晶體管mp柵極連接；

16、晶體管m21的源極連接電源vin，晶體管m21的柵極連接偏置電路中晶體管mb3的柵極；

17、晶體管m22的柵極分別與翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器的晶體管m15和晶體管m16的漏極連接，晶體管m22的漏極接于晶體管m23的柵極；晶體管m23的源極接地。

18、進(jìn)一步，所述誤差放大器包括晶體管m1、晶體管m2、晶體管m3、晶體管m4、晶體管m5、晶體管m6、晶體管m12、晶體管m14；

19、晶體管m3和晶體管m4的源極連接電源電壓vin，晶體管m3、晶體管m4的柵極與m3的漏極短接后連接晶體管m1的漏極；

20、晶體管m4的漏極連接晶體管m2的漏極以及晶體管m5的柵極，并輸出一級(jí)增益電壓；

21、晶體管m1的柵極分別與晶體管m5的漏極、晶體管m12的源極連接；

22、晶體管m2的柵極連接帶隙基準(zhǔn)單元，用于接收參考電壓；

23、晶體管m1、晶體管m2的源極連接晶體管m6的漏極，晶體管m6的源極接地，晶體管m6的柵極連接偏置電路中晶體管mb1的柵極；

24、晶體管m5的源極連接電源vin；

25、晶體管m12的漏極和柵極短接后連接晶體管m14的漏極；

26、晶體管m14的柵極連接偏置電路中晶體管mb1的柵極，晶體管m14的源極接地。

27、進(jìn)一步，所述翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器包括晶體管m11、晶體管m13、晶體管m15、晶體管m16；

28、晶體管m11、晶體管m13的漏極連接晶體管m15的源極；

29、晶體管m11的源極連接功率晶體管mp的漏極，晶體管m11的柵極連接誤差放大器中晶體管m12的柵極；

30、晶體管m13的柵極連接偏置電路中晶體管mb1的柵極，晶體管m13的源極接地；

31、晶體管m15的柵極連接帶隙基準(zhǔn)單元，用于接收參考電壓；晶體管m15的漏極連接晶體管m16的漏極；

32、晶體管m16的柵極接偏置電路中晶體管mb3的柵極，晶體管m16的源極連接電源。

33、進(jìn)一步，所述偏置電路包括晶體管mb1、晶體管mb2、晶體管mb3；

34、晶體管mb1、晶體管mb2的源極接地，晶體管mb1的漏極連接帶隙基準(zhǔn)單元，用于接收參考電流ibias；

35、晶體管mb1的柵極、漏極短接后連接高通網(wǎng)絡(luò)中電阻r1的一端；

36、晶體管mb2的柵極連接電阻r1的另一端；

37、晶體管mb3的柵極、漏極短接后連接晶體管mb2的漏極，晶體管mb3的源極連接電源。

38、進(jìn)一步，晶體管mb1、晶體管mb2構(gòu)成電流鏡。

39、進(jìn)一步，所述頻率補(bǔ)償單元包括電容cm；

40、電容cm一端連接超級(jí)源隨器的輸入端，另一端連接于ldo電路的輸出端；

41、超級(jí)源隨器的輸入端為晶體管m22的柵極。

42、進(jìn)一步，所述高通網(wǎng)絡(luò)包括電阻r1和電容c1；

43、電阻r1的一端連接偏置電路中晶體管mb1的柵極，電阻r1的另一端連接偏置電路中晶體管mb2的柵極；

44、電容c1一端連接于ldo電路的輸出端，電容c1另一端連接偏置電路中晶體管mb2的柵極。

45、本發(fā)明的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本發(fā)明引入了一種獨(dú)特的無(wú)輸出電容低壓差(ocl-ldo)穩(wěn)壓器，其核心在于一個(gè)內(nèi)嵌超級(jí)源隨器(ssf)和高通網(wǎng)絡(luò)的具有推挽能力的翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器(fvf)。這一結(jié)構(gòu)巧妙地融合了帶有高通網(wǎng)絡(luò)的超級(jí)源隨器(ssf)，內(nèi)嵌于翻轉(zhuǎn)電壓跟隨器(fvf)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的顯著提升。

46、這種設(shè)計(jì)不僅摒棄了傳統(tǒng)ldo對(duì)外部大型輸出電容器的依賴(lài)，從而降低了整體電路的尺寸和成本，而且還通過(guò)高通網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，確保了即使在負(fù)載電流急劇變化的情況下，也能實(shí)現(xiàn)輸出電壓的快速穩(wěn)定和精確控制。

47、本發(fā)明兼顧了效率與性能，為現(xiàn)代電子設(shè)備的電源管理提供了更為高效、緊湊且響應(yīng)迅速的選擇。特別是在那些對(duì)電源穩(wěn)定性要求極高的應(yīng)用中，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)尤為突出。

48、該ocl-ldo穩(wěn)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)片上集成，支持寬負(fù)載電流范圍，提供高精度輸出電壓，擁有快速瞬態(tài)響應(yīng)能力，高效利用功率管面積，實(shí)現(xiàn)較高的電源抑制比，保持高穩(wěn)定性和低輸出紋波。這些特點(diǎn)使其成為追求高性能和小型化電子產(chǎn)品的理想選擇。