本發(fā)明屬于電源管理領(lǐng)域，特別是一種超低噪聲的ldo電路。

背景技術(shù)：

1、ldo是電源管理領(lǐng)域中一種重要的電源穩(wěn)壓器，其具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、穩(wěn)定性高、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品中。隨著便攜式電子設(shè)備信號(hào)處理頻率的不斷提高和電源電壓的降低，電源噪聲對設(shè)備的影響越來越大，為了保證設(shè)備的穩(wěn)定工作，這就對電源的噪聲提出了更高的需求。因此，超低噪聲的ldo電路成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)。

2、如圖2所示，傳統(tǒng)的ldo電路中,電源噪聲主要有三條路徑耦合到ldo的輸出端，分別是帶隙基準(zhǔn)源的電源紋波噪聲耦合到輸出端、誤差放大器的電源紋波噪聲耦合到輸出端、輸入端通過功率管耦合到輸出端。改善噪聲的方法有在帶隙基準(zhǔn)輸出端引入濾波電路、連接單位增益緩沖器、增大運(yùn)放輸入對管、減小反饋電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值等方式，但這些方式或多或少都有面積或功耗上的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種超低噪聲的ldo電路，旨在保證穩(wěn)定的壓差的基礎(chǔ)上，以簡單的電路結(jié)構(gòu)有效改善ldo的噪聲性能，且具有較高的電源抑制比和穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

3、一種超低噪聲的ldo電路，包括由誤差放大器ea1和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)r組成的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路、低通rc濾波器、由誤差放大器ea2、緩沖級(jí)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和pmos功率管組成的主環(huán)路電路；由外部帶隙基準(zhǔn)源提供的vref連接誤差放大器ea1，預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路的輸出端連接低通rc濾波器，低通rc濾波器的輸出端連接主環(huán)路電路的輸入端。主環(huán)路的輸出端連接負(fù)載電流源。

4、其中，誤差放大器ea1的正輸入端連接基準(zhǔn)電壓vref，負(fù)輸入端接在電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的電阻r1和r2之間；誤差放大器ea1的輸出端與濾波電路連接，并且誤差放大器、緩沖級(jí)buff、功率管的電源端均與輸入端vin連接；低通濾波電路的輸出連接主環(huán)路電路中的誤差放大器ea2的正輸入端；負(fù)輸入端與緩沖級(jí)的輸入端相連，緩沖級(jí)的輸出端與pmos功率管mp的柵端相連，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在緩沖級(jí)buff的輸入端和輸出端之間，pmos功率管mp的漏端為輸出端。

5、優(yōu)選地，所述低通濾波器為低截止頻率的低通濾波器，m1的偏置電流設(shè)置得很小，且m1與m2寬長比比值很大，m2的溝道電阻可達(dá)到g?ω級(jí)別的電阻。

6、優(yōu)選地，所述主環(huán)路電路包括：

7、誤差放大器由m1-m9組成，緩沖級(jí)為經(jīng)過改進(jìn)后的超級(jí)源隨器，由m1-m9、電流源i1-i2組成，其輸出阻抗很小且驅(qū)動(dòng)功率管的柵端的能力強(qiáng)，其輸入輸出端連接著補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)可變電阻和兩個(gè)電容組成，系統(tǒng)中產(chǎn)生零點(diǎn)，起到補(bǔ)償作用。其中一個(gè)電容為負(fù)值的等效密勒電容，由一個(gè)反相放大器和小電容組成。

8、上述發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

9、提出了一種超低噪聲、工作穩(wěn)定的ldo電路結(jié)構(gòu)，設(shè)置誤差放大器ea1和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)r組成的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路、低通濾波器、由誤差放大器ea2、緩沖級(jí)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和pmos功率管組成的主環(huán)路電路；預(yù)穩(wěn)壓電路和低通濾波結(jié)構(gòu)濾除了帶隙基準(zhǔn)和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的噪聲，使得噪聲的主要來源變?yōu)橹鳝h(huán)路電路中誤差放大器的噪聲和輸入端通過功率管耦合到輸出端的噪聲；補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)拓展了環(huán)路的帶寬，保證了穩(wěn)定性，同時(shí)還消除了通過功率管耦合到輸出端的噪聲。因此噪聲得到了很好的抑制，實(shí)現(xiàn)了超低噪聲的目標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.一種超低噪聲的ldo電路，其特征在于，包括由誤差放大器ea1和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)r1、r2組成的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路、低通rc濾波器、由包含誤差放大器ea2、緩沖級(jí)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和pmos功率管mp構(gòu)成的主環(huán)路電路；由外部帶隙基準(zhǔn)源提供的vref連接誤差放大器ea1，ea1的輸出端連接低通rc濾波器，低通濾波器的輸出端連接主環(huán)路電路的輸入端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低噪聲的ldo電路，其特征在于，所述的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路中的誤差放大器ea1的正相端連接基準(zhǔn)電壓vref，負(fù)相端連接電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻r1和r2之間，電阻r1和電阻r2為串聯(lián)關(guān)系。電阻r1的一端連接誤差放大器ea1的輸出端，另一端連接著r2。電阻r2的一端連接r1，另一端接地；誤差放大器ea1的輸出端連接著低通濾波器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低噪聲的ldo電路，其特征在于，所述的低通濾波器具有較低的截止頻率，低通濾波器包括電容和弱導(dǎo)通mos管充當(dāng)?shù)挠性措娮?；其中，電阻的一端連接誤差放大器ea1的輸出端，另一端連接主環(huán)路的輸入端；電容的一端連接電阻，另一端接地，這樣與電阻組成低通濾波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低噪聲的ldo電路，其特征在于，所述的主環(huán)路部分包含誤差放大器ea2、緩沖級(jí)buff和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、pmos功率管mp；誤差放大器的正輸入端連接經(jīng)過低通濾波器之后的前級(jí)輸出，負(fù)輸入端與緩沖級(jí)的輸入端相連，緩沖級(jí)的輸出端與pmos功率管mp的柵端相連，pmos功率管mp的漏端為輸出端，與第一級(jí)誤差放大器的負(fù)輸入端相連；補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)連接在誤差放大器和功率管mp之間；功率管mp的漏端接負(fù)載電流源il；負(fù)載電流源il為模擬等效負(fù)載電流。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種超低噪聲的LDO電路。該結(jié)構(gòu)包括預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路、低通濾波器、主環(huán)路電路；所述預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制電路包括誤差放大器、電阻反饋網(wǎng)絡(luò)、主環(huán)路電路包括誤差放大器、緩沖級(jí)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、功率管；帶隙基準(zhǔn)輸出端連接第一級(jí)誤差放大器，第一級(jí)誤差放大器的輸出端連接低通濾波器，低通濾波器的輸出端連接主環(huán)路電路的輸入端，功率管M<subgt;P</subgt;的漏端接負(fù)載電流源；負(fù)載電流源為模擬等效負(fù)載電流。本發(fā)明專利所設(shè)計(jì)的LDO結(jié)構(gòu)中的預(yù)穩(wěn)壓調(diào)制和低通濾波器濾除了帶隙基準(zhǔn)和電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的噪聲，主環(huán)路電路增強(qiáng)了LDO的電源抑制比，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：張國俊,徐嘉偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15