本發(fā)明涉及穩(wěn)壓器領(lǐng)域，尤其是涉及了一種低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器及微處理器。

背景技術(shù)：

1、ldo(low?dropout?regulator)是一種低壓差線性穩(wěn)壓器，廣泛應(yīng)用于需要低電壓差、低功耗、高穩(wěn)定性的電子設(shè)備中。隨著電子產(chǎn)品向小型化、高集成度和低功耗方向發(fā)展，ldo的需求不斷增長(zhǎng)。ldo與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器相比，在輸出電壓接近輸入電壓的條件下依然能夠提供穩(wěn)定的電壓輸出。目前，ldo在移動(dòng)通訊、便攜式設(shè)備、醫(yī)療電子、汽車電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代ldo產(chǎn)品在性能上也越來(lái)越優(yōu)秀，如更低的靜態(tài)電流(以減少功耗)、更高的穩(wěn)壓精度、更快的瞬態(tài)響應(yīng)、更大的輸出電流能力等。

2、ldo線性穩(wěn)壓器的瞬態(tài)研究主要關(guān)注其瞬態(tài)響應(yīng)，是指輸入電壓、輸出負(fù)載階躍變化時(shí)引起的輸出電壓的瞬態(tài)脈沖現(xiàn)象和輸出電壓恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間。ldo線性穩(wěn)壓器通常會(huì)給低壓數(shù)字電路供電，數(shù)字電路經(jīng)常存在各種工作模式之間的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，這樣當(dāng)其發(fā)生階躍變化時(shí)，ldo的輸出電壓變化范圍一定要在標(biāo)稱范圍內(nèi)，才能保證電路的正常工作。同時(shí)由于ldo的響應(yīng)速度決定了負(fù)載電路恢復(fù)正常工作的能力，因此設(shè)計(jì)出的ldo線性穩(wěn)壓器應(yīng)該具有較好的瞬態(tài)特性。針對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的變化不同，設(shè)計(jì)兩條輔助電路，提高瞬態(tài)響應(yīng)的速度，減小輸出電壓的劇烈變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器及微處理器。

2、一種低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，包括

3、主環(huán)路電路，包括第一誤差放大器和反饋電路，第一誤差放大器接收參考電壓并經(jīng)反饋電路接收反饋電壓，第一誤差放大器通過(guò)第一mos管調(diào)整輸出電壓；

4、第一環(huán)路電路，包括第二誤差放大器和兩級(jí)反相器，第二誤差放大器接收參考電壓和反饋電壓，并經(jīng)兩級(jí)反相器和第二mos管輸出調(diào)整所述第一mos管；

5、第二環(huán)路電路，包括施密特觸發(fā)器和第三mos管，施密特觸發(fā)器接收反饋電壓，并通過(guò)第三mos管調(diào)整負(fù)載電流。

6、基于上述，所述第二環(huán)路電路還包括輔助環(huán)路電路，所述輔助環(huán)路電路接收第二環(huán)路電路的中間處理信號(hào)，并根據(jù)中間處理信號(hào)輔助第一環(huán)路電路調(diào)整主環(huán)路電路的輸出電壓。

7、基于上述，所述主環(huán)路電路包括誤差放大器ea1和mos管pmos_3，誤差放大器fa1的同相輸入端連接參考電壓vref，誤差放大器fa1的反相輸入端通過(guò)電阻r1連接mos管pmos_3的漏極以連接反饋電壓vfb，誤差放大器fa1的輸出端連接mos管pmos_3的柵極，mos管pmos_3的源極連接電源vdd，mos管pmos_3的漏極作為穩(wěn)壓器的輸出端vout且依次通過(guò)電阻r1和電阻r2接地，mos管pmos_3的漏極還通過(guò)電阻r3和電容c1接地。

8、基于上述，所述第一環(huán)路電路中，誤差放大器ea2的同相輸入端連接參考電壓vref，誤差放大器ea2的反相輸入端連接反饋電壓vfb，誤差放大器ea2的輸出端分別連接mos管pmos_1的柵極和mos管nmos_1的柵極，mos管pmos_1的源極連接電源vdd，mos管pmos_1的漏極分別連接mos管nmos_1的漏極、mos管pmos_2的柵極和mos管nmos_2的柵極，mos管nmos_1的源極和mos管nmos_2的源極分別接地，mos管pmos_2的源極連接電源vdd，mos管pmos_2的漏極分別連接mos管nmos_2的漏極和mos管nmos_3的柵極，mos管nmos_3的漏極連接所述主環(huán)路電路中mos管pmos_3的柵極，mos管nmos_3的源極接地。

9、基于上述，所述第二環(huán)路電路中，mos管pmos_4的柵極和mos管nmos_4的柵極分別通過(guò)電阻r4連接反饋電壓vfb，mos管pmos_4的源極連接電源vdd，mos管pmos_4的漏極分別連接mos管nmos_4的漏極、mos管pmos_5的柵極和mos管nmos_5的柵極，mos管nmos_4的源極和mos管nmos_5的源極分別接地，mos管pmos_5的源極連接電源vdd，mos管pmos_5的漏極分別連接mos管nmos_5的漏極和mos管nmos_6的柵極，mos管pmos_5的漏極還通過(guò)電阻r5連接mos管pmos_4的柵極；mos管nmos_6的漏極連接所述主環(huán)路電路的輸出端，mos管nmos_6的源極接地。

10、基于上述，還包括mos管pmos_6，mos管pmos_6的柵極連接mos管pmos_4的漏極，mos管pmos_6的源極連接電源vdd，mos管pmos_6的漏極連接主環(huán)路電路的輸出端。

11、一種微處理器，包括低壓差線性穩(wěn)壓器，該低壓差線性穩(wěn)壓器為權(quán)利要求1-4任一所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器。

12、本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，本發(fā)明在輸出穩(wěn)定時(shí)第一環(huán)路電路與第二環(huán)路電路處于關(guān)閉狀態(tài)，第一環(huán)路電路增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)輸出負(fù)載電流從小變大的瞬態(tài)響應(yīng)的調(diào)節(jié)，第二環(huán)路電路增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)輸出負(fù)載電流從大變小的瞬態(tài)響應(yīng)的調(diào)節(jié)。第一環(huán)路電路和第二環(huán)路電路共同工作，根據(jù)負(fù)載電流的變化情況選擇環(huán)路的打開(kāi)或者閉合，節(jié)省了動(dòng)態(tài)功耗；輔助環(huán)路電路增強(qiáng)了第一環(huán)路電路對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)的速度。

技術(shù)特征：

1.一種低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：所述第二環(huán)路電路還包括輔助環(huán)路電路，所述輔助環(huán)路電路接收第二環(huán)路電路的中間處理信號(hào)，并根據(jù)中間處理信號(hào)輔助第一環(huán)路電路調(diào)整主環(huán)路電路的輸出電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：所述主環(huán)路電路包括誤差放大器ea1和mos管pmos_3，誤差放大器ea1的同相輸入端連接參考電壓vref，誤差放大器ea1的反相輸入端通過(guò)電阻r1連接mos管pmos_3的漏極以連接反饋電壓vfb，誤差放大器ea1的輸出端連接mos管pmos_3的柵極，mos管pmos_3的源極連接電源vdd，mos管pmos_3的漏極作為穩(wěn)壓器的輸出端vout且依次通過(guò)電阻r1和電阻r2接地，mos管pmos_3的漏極還通過(guò)電阻r3和電容c1接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：所述第一環(huán)路電路中，誤差放大器ea2的同相輸入端連接參考電壓vref，誤差放大器ea2的反相輸入端連接反饋電壓vfb，誤差放大器ea2的輸出端分別連接mos管pmos_1的柵極和mos管nmos_1的柵極，mos管pmos_1的源極連接電源vdd，mos管pmos_1的漏極分別連接mos管nmos_1的漏極、mos管pmos_2的柵極和mos管nmos_2的柵極，mos管nmos_1的源極和mos管nmos_2的源極分別接地，mos管pmos_2的源極連接電源vdd，mos管pmos_2的漏極分別連接mos管nmos_2的漏極和mos管nmos_3的柵極，mos管nmos_3的漏極連接所述主環(huán)路電路中mos管pmos_3的柵極，mos管nmos_3的源極接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：所述第二環(huán)路電路中，mos管pmos_4的柵極和mos管nmos_4的柵極分別通過(guò)電阻r4連接反饋電壓vfb，mos管pmos_4的源極連接電源vdd，mos管pmos_4的漏極分別連接mos管nmos_4的漏極、mos管pmos_5的柵極和mos管nmos_5的柵極，mos管nmos_4的源極和mos管nmos_5的源極分別接地，mos管pmos_5的源極連接電源vdd，mos管pmos_5的漏極分別連接mos管nmos_5的漏極和mos管nmos_6的柵極，mos管pmos_5的漏極還通過(guò)電阻r5連接mos管pmos_4的柵極；mos管nmos_6的漏極連接所述主環(huán)路電路的輸出端，mos管nmos_6的源極接地。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：還包括mos管pmos_6，mos管pmos_6的柵極連接mos管pmos_4的漏極，mos管pmos_6的源極連接電源vdd，mos管pmos_6的漏極連接主環(huán)路電路的輸出端。

7.一種微處理器，包括低壓差線性穩(wěn)壓器，其特征在于：該低壓差線性穩(wěn)壓器為權(quán)利要求1-4任一所述的低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種低功耗快速瞬態(tài)響應(yīng)的低壓差線性穩(wěn)壓器及微處理器，主環(huán)路電路配置為接收參考電壓和反饋電壓，并調(diào)整輸出電壓使得輸出電壓恒定在期望值；第一環(huán)路電路配置為與主環(huán)路并聯(lián)連接并接收參考電壓和反饋電壓，用于調(diào)節(jié)輸出負(fù)載電流從小變大的瞬態(tài)情況；第二環(huán)路電路配置為與主環(huán)路并聯(lián)連接并接收反饋電壓，用于調(diào)節(jié)輸出負(fù)載電流從大變小的瞬態(tài)情況。該發(fā)明在輸出穩(wěn)定時(shí)第一環(huán)路電路與第二環(huán)路電路處于關(guān)閉狀態(tài)，第一環(huán)路電路增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)突然下降的輸出電壓的調(diào)節(jié)，第二環(huán)路電路增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)突然上升的輸出電壓的調(diào)節(jié)。第一環(huán)路電路和第二環(huán)路電路共同工作，根據(jù)負(fù)載的情況選擇環(huán)路的打開(kāi)或者閉合，節(jié)省了能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：張開(kāi)文,郜超軍,侯廣乾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6