【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及低壓差線性穩壓器，尤其涉及一種nmos型低壓差線性穩壓器電路。
技術介紹
1、隨著通信設備和物聯網的發展，電源芯片ldo因能隔離電源噪聲、面積小、瞬態響應快而被越來越多集成到電路系統中。很多通信設備中的核心器件如模數轉換器、鎖相環、振蕩器等工作頻率都達到幾百mhz級別，這就要求ldo具有較快的恢復時間。一旦ldo的恢復時間較慢，就會導致輸出電壓持續下降，無法維持電源供應。如圖4所示，相比于pmos?ldo，nmos?ldo因其輸出阻抗小，瞬態響應快而被廣泛應用。但nmos?ldo的輸出范圍比pmos?ldo要小很多，通常受到nmos晶體管飽和條件的限制vgs>vth。為了提供較高的電源電壓，通常要使用電荷泵給nmos?ldo晶體管的柵極供電，但集成電荷泵電路及時鐘控制電路會增大設計難度，且對輸出信號造成干擾。
技術實現思路
1、專利技術目的：為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，在不采用電荷泵的情況下，采用pmos管和nmos管的相互輔助，實現低壓差線性穩壓器同時滿足瞬態響應快和輸出電壓范圍大。
2、技術方案：為實現上述目的，本專利技術的一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，包括ea1誤差放大器、mn1晶體管、mp1晶體管、輸出電壓檢測電路、buf1緩沖器和buf2緩沖器；所述ea1誤差放大器的輸出端電性連接buf1緩沖器的輸入端和buf2緩沖器的輸入端；所述buf1緩沖器的輸出端電性連接mn1晶體管的柵極，所
3、進一步的，所述輸出電壓檢測電路包括電壓轉電流電路、電流比較電路和偏置電路；所述電壓轉電流電路的輸入端電性連接mp1晶體管的漏極和mn1晶體管的源極，電壓轉電流電路的輸出端通過s4開關電性連接電流比較器的負輸入端，所述電流比較器的正輸入端通過s3開關電性連接偏置電路的輸出端，且電流比較器的正輸入端通過c2電容接地。
4、進一步的，所述電壓轉電流電路采集低壓差線性穩壓器輸出端的輸出電壓vout，并將輸出電壓vout轉換為感應電流輸入至電流比較器中與偏置電路輸出的偏置電流進行比較；當感應電流大于或等于偏置電流時，電流比較器輸出使能信號控制s1開關閉合，s2開關打開，采用mp1晶體管的漏極作為低壓差線性穩壓器輸出端；當感應電流小于偏置電流時，電流比較器輸出使能信號控制s1開關打開，s2開關閉合，采用mn1晶體管的源極作為低壓差線性穩壓器輸出端。
5、進一步的，所述電壓轉電流電路包括aea誤差放大器和mn5晶體管；所述aea誤差放大器的正輸入端通過r2電阻電性連接mp1晶體管的漏極和mn1晶體管的源極，且aea誤差放大器的正輸入端電性連接mn5晶體管的漏極；所述aea誤差放大器負輸入端電性連接帶隙電壓電路；所述aea誤差放大器的輸出端電性連接mn5晶體管的柵極，所述aea誤差放大器的輸出端通過c2電容接地，且mn5晶體管的源極接地。
6、進一步的，所述電流比較器包括mn2晶體管、mn3晶體管、mn4晶體管和反相器；所述mn2晶體管和mn3晶體管的柵極均電性連接aea誤差放大器的輸出端；所述mn2晶體管的漏極電性連接mn3晶體管的漏極和反相器的輸入端，且mn2晶體管的漏極電性連接偏置電路；所述反相器的輸出端電性連接mn4晶體管的柵極，所述mn3晶體管的源極電性連接mn4晶體管的漏極。
7、進一步的，所述r2電阻、aea誤差放大器和mn5晶體管構成反饋環路，并通過計算公式得到感應電流i；
8、
9、式中，vout為低壓差線性穩壓器輸出端輸出電壓，vbg為帶隙電壓電路輸出的帶隙基準電壓，r2為r2電阻的阻值。
10、進一步的，所述mn5晶體管、mn2晶體管和mn3晶體管的比值為mn5：mn2：mn3＝8：4：1；通過復制級mn2晶體管將感應電流縮小。
11、進一步的，當輸出電壓vout逐漸上升時，mn2晶體管的電流逐漸增大，此時反相器輸入端的電壓緩慢下降，反相器輸入端的電壓下降到反相器的翻轉電壓時，反相器開始工作，反相器輸出dout電壓使mn4晶體管打開，使得mn3晶體管的電流并入到mn2晶體管，拉低反相器輸入端的電壓，使mp1晶體管的路徑開啟，mn1晶體管的路徑關閉。
12、有益效果：本專利技術的一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，使用輸出電壓檢測電路檢測低壓差線性穩壓器的輸出電壓變化，當輸出電壓超過某一限定的閾值時，將低壓差線性穩壓器的功率管由mn1晶體管切換至mp1晶體管，以在保證低壓差線性穩壓器瞬態響應快的同時，從而拓展了輸出電壓的電壓范圍；同時保證充分利用nmos功率管和pmos功率管的優點，在不采用電荷泵的情況下，既能夠實現快速瞬態響應，又能夠實現輸出電壓范圍拓展。
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1.一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：包括EA1誤差放大器(1)、MN1晶體管(6)、MP1晶體管(5)、輸出電壓檢測電路(4)、BUF1緩沖器(3)和BUF2緩沖器(2)；所述EA1誤差放大器(1)的輸出端電性連接BUF1緩沖器(3)的輸入端和BUF2緩沖器(2)的輸入端；所述BUF1緩沖器(3)的輸出端電性連接MN1晶體管(6)的柵極，所述BUF2緩沖器(2)的輸出端通過S1開關電性連接MP1晶體管(5)的柵極，且BUF2緩沖器(2)的輸出端通過S2開關電性連接VDD；所述MP1晶體管(5)的漏極和MN1晶體管(6)的源極均電性連接EA1誤差放大器(1)的負輸入端，所述輸出電壓檢測電路(4)的輸入端電性連接MP1晶體管(5)的漏極和MN1晶體管(6)的源極，根據輸出電壓Vout的大小，控制MP1晶體管(5)的漏極和MN1晶體管(6)的源極交替作為低壓差線性穩壓器輸出端。
2.根據權利要求1所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述輸出電壓檢測電路包括電壓轉電流電路(11)、電流比較電路(12)和偏置電路(14)；所述電壓轉電流電路(1
3.根據權利要求2所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述電壓轉電流電路(11)采集低壓差線性穩壓器輸出端的輸出電壓Vout，并將輸出電壓Vout轉換為感應電流輸入至電流比較器(12)中與偏置電路(14)輸出的偏置電流進行比較；當感應電流大于或等于偏置電流時，電流比較器(12)輸出使能信號控制S1開關閉合，S2開關打開，采用MP1晶體管(5)的漏極作為低壓差線性穩壓器輸出端；當感應電流小于偏置電流時，電流比較器(12)輸出使能信號控制S1開關打開，S2開關閉合，采用MN1晶體管(6)的源極作為低壓差線性穩壓器輸出端。
4.根據權利要求1所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述電壓轉電流電路(11)包括AEA誤差放大器(21)和MN5晶體管(22)；所述AEA誤差放大器(21)的正輸入端通過R2電阻電性連接MP1晶體管(5)的漏極和MN1晶體管(6)的源極，且AEA誤差放大器(21)的正輸入端電性連接MN5晶體管(22)的漏極；所述AEA誤差放大器(21)負輸入端電性連接帶隙電壓電路(13)；所述AEA誤差放大器(21)的輸出端電性連接MN5晶體管(22)的柵極，所述AEA誤差放大器(21)的輸出端通過C2電容接地，且MN5晶體管(22)的源極接地。
5.根據權利要求4所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述電流比較器(12)包括MN2晶體管(23)、MN3晶體管(25)、MN4晶體管(26)和反相器(24)；所述MN2晶體管(23)和MN3晶體管(25)的柵極均電性連接AEA誤差放大器(21)的輸出端；所述MN2晶體管(23)的漏極電性連接MN3晶體管(25)的漏極和反相器的輸入端，且MN2晶體管(23)的漏極電性連接偏置電路(14)；所述反相器(24)的輸出端電性連接MN4晶體管(26)的柵極，所述MN3晶體管(25)的源極電性連接MN4晶體管(26)的漏極。
6.根據權利要求5所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述R2電阻、AEA誤差放大器(21)和MN5晶體管(22)構成反饋環路，并通過計算公式得到感應電流I；
7.根據權利要求5所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述MN5晶體管(22)、MN2晶體管(23)和MN3晶體管(25)的比值為MN5：MN2：MN3＝8：4：1；通過復制級MN2晶體管(23)將感應電流縮小。
8.根據權利要求5所述的一種NMOS型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：當輸出電壓Vout逐漸上升時，MN2晶體管(23)的電流逐漸增大，此時反相器(24)輸入端的電壓緩慢下降，反相器輸入端的電壓下降到反相器(24)的翻轉電壓時，反相器(24)開始工作，反相器(24)輸出DOUT電壓使MN4晶體管(26)打開，使得MN3晶體管(25)的電流并入到MN2晶體管(23)，拉低反相器輸入端的電壓，使MP1晶體管(5)的路徑開啟，MN1晶體管(6)的路徑關閉。
...【技術特征摘要】
1.一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：包括ea1誤差放大器(1)、mn1晶體管(6)、mp1晶體管(5)、輸出電壓檢測電路(4)、buf1緩沖器(3)和buf2緩沖器(2)；所述ea1誤差放大器(1)的輸出端電性連接buf1緩沖器(3)的輸入端和buf2緩沖器(2)的輸入端；所述buf1緩沖器(3)的輸出端電性連接mn1晶體管(6)的柵極，所述buf2緩沖器(2)的輸出端通過s1開關電性連接mp1晶體管(5)的柵極，且buf2緩沖器(2)的輸出端通過s2開關電性連接vdd；所述mp1晶體管(5)的漏極和mn1晶體管(6)的源極均電性連接ea1誤差放大器(1)的負輸入端，所述輸出電壓檢測電路(4)的輸入端電性連接mp1晶體管(5)的漏極和mn1晶體管(6)的源極，根據輸出電壓vout的大小，控制mp1晶體管(5)的漏極和mn1晶體管(6)的源極交替作為低壓差線性穩壓器輸出端。
2.根據權利要求1所述的一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述輸出電壓檢測電路包括電壓轉電流電路(11)、電流比較電路(12)和偏置電路(14)；所述電壓轉電流電路(11)的輸入端電性連接mp1晶體管(5)的漏極和mn1晶體管(6)的源極，電壓轉電流電路(11)的輸出端通過s4開關電性連接電流比較器(12)的負輸入端，所述電流比較器(12)的正輸入端通過s3開關電性連接偏置電路(14)的輸出端，且電流比較器(12)的正輸入端通過c2電容接地。
3.根據權利要求2所述的一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述電壓轉電流電路(11)采集低壓差線性穩壓器輸出端的輸出電壓vout，并將輸出電壓vout轉換為感應電流輸入至電流比較器(12)中與偏置電路(14)輸出的偏置電流進行比較；當感應電流大于或等于偏置電流時，電流比較器(12)輸出使能信號控制s1開關閉合，s2開關打開，采用mp1晶體管(5)的漏極作為低壓差線性穩壓器輸出端；當感應電流小于偏置電流時，電流比較器(12)輸出使能信號控制s1開關打開，s2開關閉合，采用mn1晶體管(6)的源極作為低壓差線性穩壓器輸出端。
4.根據權利要求1所述的一種nmos型低壓差線性穩壓器電路，其特征在于：所述電壓轉電流電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊尚爭，胡偉波，燕翔，秦克凡，崔海濤，趙建偉，石方敏，
申請(專利權)人：江蘇谷泰微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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