一种新型双极型ldo线性稳压器的设计

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1、一种新型双极型LDO线性稳压器的设计

2、第1如果使能脚处于低电平，电路将处于休眠状态。500)this.style.ouseg(this)">2　启动电路、恒流源偏置电路和使能开关电路启动电路是为了使恒流源偏置电路开始工作，从而给整个电路建立正常的工作点。使能高电位临界值设为1．4V，使能低电位临界值设为0．5V。当使能电压VEN＞1．4V时，电流源给基准源和误差放大器提供偏置，电路处于稳压工作状态；当使能电压VEN＜0．5V时，启动电路将使电流源关闭，基准源和误差放大器的偏置电流为零，导致整个电路处于截至

3、状态，此时电路的静态电流将会很小（＜1μA），这种状态就称为稳压器休眠模式。根据上述原理，这部分的电路设计如图2所示。500)this.style.ouseg(this)">　　Q14，Q15，R9，R8构成的微电流源作为启动电路，大电阻R9确保很小的引脚电流（一般为几μA），Q14使电流源启动，Q5使误差放大器、调整管等电路启动。横向PNP晶体管Q7，Q8组成的电流镜给基准源提供偏置，而与调整管同类型的Q2则是给误差放大器提供电流偏置。使能开关电路由横向PNP晶体管Q9A和Q9B组成，Q6使Q9B的发射

4、极电位为VREF＋0．7V＝1．93V；而Q9A的发射极电位为VFB＋0．7V＝1．93V。这样当VEN＞1．4V时，Q9A和Q9B完全截至，使能电路失去作用，电路正常稳压工作；同理由Q15可决定稳压器休眠模式时，VEN＜0．5V。3　调整管　　如图3所示LDO线性稳压器简化的结构图，稳压器的静态工作电流（Iq）主要由调整管的基极驱动电流决定，该值越小，则稳压器自身消耗的电流越小，电源电流转换的效率就越高；漏失电压（VDROP）指输出电压在容差范围内的最小输入输出压差，该值越小，则电源电压转换效率越高。对

5、于采用PNP调整管的LDO线性稳压器，Iq≈IDRV＝IO／β（β为PNP的电流放大倍数），VDROP＝VSAT（VSAT为PNP的饱和压降）［1］。由于在现有工艺下，一般横向PNP的电流放大倍数为50左右，参数漂移较大；VSAT的性能也不好。此设计采用了某工艺下一种自由集电极的纵向PNP，标准单管在集电极电流为－100μA、集电极与发射极压差为－5V时，β为160，上下漂移50；在集电极电流为－100μA、集电极与基极电流比为10时，VSAT为30mV左右。因此这种自由集电极的纵向PNP非常适合作调整管

6、。单管的版图剖面结构如图4所示。漏失电压和静态电流电流特性如图5、图6所示。500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">4　基准电路　　由式（1）可知，基准电压对于LDO线性稳压器来说是至关重要的。本设计采用了输出为1．23V高精度、低温度系数的带隙基准源结构，这也表征了稳压器输出也会有高精度、低温度系数特性。根据双极型带隙基准

7、电路的基本原理［2，4］，设计的带隙基准源结构如图7所示。500)this.style.ouseg(this)">　　Q15，Q18，R13构成VT（VT＝KT／q，称为热电压）发生器，Q19，Q16和Q17构成的电流源精确地保证Q15和Q18的集电极电流相等。Q15，Q18的发射区面积比为1／10，则他们的结饱和电流IS之比为1／10，因此Q15，Q18的BE结压差ΔVBE为：500)this.style.ouseg(this)">其中：VBE为负温度系数，VT为正温度系数。500)this.style

8、.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">5　误差放大器　　电压调整率和负载调整率是稳压器重要的质量参数，他们分别表示了输入电压变化、输出负载变化稳压器维持输出在规定值上的能力。根据LDO线性稳压器的基本原理［1，3］，他们与误差放大器的直流开环增益成反比。因此误差放大器的跨导越大，稳压器的电压调整率和负载调整率性能越好。另外从图1中可知误差放大器的输出电流直接驱动PNP管，所以误差放大器必须能够提供足够大的

9、输出驱动电流，并且输出驱动电流必须能跟随负载的变化，该误差放大器的偏置电流源也必须能随着负载的变化，而误差放大器本身必须在负载变化时，仍处于放大状态，保持强烈的负反馈从而实现稳定的输出。　　根据以上所述，本文给出如图10所示的设计电路，误差放大器输出电流在小电阻R6上的压降控制Q4的动态负载，当稳压器输出负载电流增大，则误差放大器输出电流增大，R18上的压降升高，而使动态负载增大，这样才能给调整管提供更大的驱动电流。此设计的误