一种低压线性稳压器和车载芯片的制作方法

专利检索2026-07-11  17


本申请实施例涉及集成电路,尤其涉及一种低压线性稳压器和车载芯片。


背景技术:

1、低压线性稳压器(low dropout regulator,ldo)在电子供电领域具有广泛应用前景,在高电源电压工作环境中,往往需要设计两个ldo电路,其中一个ldo电路在基准电路建立好后负载向内部功能电路和数字电路供电,该ldo电路需要较强的带载能力,通常输出外接微法uf级电容,电路结构复杂。另一个ldo电路负责给基准电路等需要提前建立的电路供电,通常要求低功耗,电路结构简单,需要较强的鲁棒性能来实现稳定输出。

2、现有技术中,通常采用单级跨导放大器(operational transconductanceamplifier,ota)来进行ldo设计,以使任何输出负载下ldo都可以实现稳定输出。然而,单级ota输出能力弱,强负载时无法提供足够的电流来维持输出电压,使得输出电压最终被负载拉低,特别在电源电压值低时输出下拉更明显,因此,ldo在电源电压较低或负载较大时不具有带载能力,导致ldo的带载能力较差。例如,在汽车芯片处于冷启动工作环境的场景下,即低温下芯片电源电压从正常供电掉到3v以下并持续一段时间,ldo无法提供一定带载能力的输出电压。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种低压线性稳压器和车载芯片,在电源电压较低或者负载较大时,具有一定的带载能力,从而能够提升其带载能力。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种低压线性稳压器,包括:电压转换电路、单级跨导放大器和电压跟随器,所述单级跨导放大器的输出端、所述电压转换电路的输入端和负载电连接,所述电压转换电路的输出端电连接所述电压跟随器的控制端,所述电压跟随器的输入端、所述单级跨导放大器的输入端和电源电压电连接,所述电压跟随器的输出端电连接所述负载。

3、所述电压转换电路,用于将所述单级跨导放大器的输出电压转换为所述电压跟随器的控制电压,所述控制电压大于所述输出电压;所述电压跟随器,用于在所述输出电压低于预设电压时,在所述控制电压的作用下导通所述电源电压和所述负载,以向所述负载供电。

4、在一些实施例中,所述电压转换电路包括振荡器、电荷泵、第一电流源和第一阻抗组件。所述振荡器的电源端、所述电荷泵的电源端、所述电荷泵的输入端和所述单级跨导放大器的输出端电连接,所述电荷泵的控制端电连接所述振荡器的输出端,所述电荷泵的输出端电连接所述第一电流源的输入端,所述第一电流源的输出端、所述第一阻抗组件的第一端和所述电压跟随器的控制端电连接,所述第一阻抗组件的第二端接地。

5、在一些实施例中,所述第一阻抗组件包括m个串联的晶体管,m为大于或等于2的整数。第一个晶体管的第一端、所述第一个晶体管的控制端和所述电压跟随器的控制端电连接,第i个晶体管的第一端、第i个晶体管的控制端和第i-1个晶体管的第二端电连接,第m个晶体管的第二端接地;其中,2≤i≤m。

6、在一些实施例中,所述第一阻抗组件包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管。所述第一晶体管的第一端、所述第一晶体管的控制端和所述电压跟随器的控制端电连接,所述第一晶体管的第二端、所述第二晶体管的第一端和所述第二晶体管的控制端电连接,所述第二晶体管的第二端、所述第三晶体管的第一端和所述第三晶体管的控制端电连接,所述第三晶体管的第二端接地。

7、在一些实施例中,所述电压跟随器包括第四晶体管,所述第四晶体管的控制端电连接所述电压转换电路的输出端,所述第四晶体管的输入端电连接所述电源电压,所述第四晶体管的输出端电连接所述负载。

8、在一些实施例中,所述第四晶体管的宽长比是根据所述电源电压和所述负载的最低工作电压来设置的。

9、在一些实施例中,所述单级跨导放大器包括第二阻抗组件、第二电流源、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和接地电阻。所述第五晶体管的第一端、第六晶体管的第一端、所述第二电流源的输入端和所述电源电压电连接,所述第五晶体管的控制端、所述第五晶体管的第二端、所述第六晶体管的控制端和所述第七晶体管的第一端电连接,所述第六晶体管的第二端、所述第八晶体管的第一端、所述第八晶体管的控制端和所述负载的第一端电连接。所述第七晶体管的第二端、所述第八晶体管的第二端和所述接地电阻的第一端电连接,所述第七晶体管的控制端、所述第二阻抗组件的第一端和所述第二电流源的输出端电连接,所述第二阻抗组件的第二端、所述接地电阻的第二端和所述负载的第二端接地。

10、在一些实施例中,所述第二阻抗组件包括n个串联的晶体管,n为大于或等于2的整数。第一个晶体管的第一端、所述第一个晶体管的控制端和所述第七晶体管的控制端的控制端电连接,第j个晶体管的第一端、第j个晶体管的控制端和第j-1个晶体管的第二端电连接,第n个晶体管的第二端接地;其中,2≤j≤n。

11、在一些实施例中,所述第二阻抗组件包括第九晶体管和第十晶体管。所述第九晶体管的第一端、所述第九晶体管的控制端和所述第七晶体管的控制端电连接,所述第九晶体管的第二端、所述第十晶体管的第一端和所述第十晶体管的控制端电连接,所述第十晶体管的第二端接地。

12、第二方面,本申请实施例提供了一种车载芯片,包括第一方面提供的任一低压线性稳压器。

13、本申请实施例的技术方案中,低压线性稳压器包括电压转换电路、单级跨导放大器和电压跟随器,单级跨导放大器的输出端、电压转换电路的输入端和负载电连接,电压转换电路的输出端电连接电压跟随器的控制端,电压跟随器的输入端、单级跨导放大器的输入端和电源电压电连接,电压跟随器的输出端电连接负载,通过电压转换电路能够将单级跨导放大器的输出电压转换为电压跟随器的控制电压,且控制电压大于输出电压,通过电压跟随器能够在输出电压低于预设电压时,在控制电压的作用下导通电源电压和负载,以向负载供电,由于单级跨导放大器的输出电压低于预设电压意味着电源电压较低或者负载较大,此时,电压跟随器可以向负载供电,因此,电源电压较低或者负载较大时,低压线性稳压器可以提供稳定的负载电压。如此,在电源电压较低或者负载较大时,低压线性稳压器仍然具有一定的带载能力,从而能够提升其带载能力。

14、上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。



技术特征:

1.一种低压线性稳压器,其特征在于,包括:电压转换电路、单级跨导放大器和电压跟随器;

2.根据权利要求1所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述电压转换电路包括振荡器、电荷泵、第一电流源和第一阻抗组件;

3.根据权利要求2所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述第一阻抗组件包括m个串联的晶体管,m为大于或等于2的整数;

4.根据权利要求3所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述第一阻抗组件包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管;

5.根据权利要求1-4任一项所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述电压跟随器包括第四晶体管,所述第四晶体管的控制端电连接所述电压转换电路的输出端,所述第四晶体管的输入端电连接所述电源电压,所述第四晶体管的输出端电连接所述负载。

6.根据权利要求5所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述第四晶体管的宽长比是根据所述电源电压和所述负载的最低工作电压来设置的。

7.根据权利要求1-4任一项所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述单级跨导放大器包括第二阻抗组件、第二电流源、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和接地电阻;

8.根据权利要求7所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述第二阻抗组件包括n个串联的晶体管,n为大于或等于2的整数;

9.根据权利要求8所述的低压线性稳压器,其特征在于,所述第二阻抗组件包括第九晶体管和第十晶体管;

10.一种车载芯片,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的低压线性稳压器。


技术总结
本申请实施例提供一种低压线性稳压器和车载芯片。该低压线性稳压器包括:电压转换电路、单级跨导放大器和电压跟随器,单级跨导放大器的输出端、电压转换电路的输入端和负载电连接,电压转换电路的输出端电连接电压跟随器的控制端,电压跟随器的输入端、单级跨导放大器的输入端和电源电压电连接,电压跟随器的输出端电连接负载,通过电压转换电路能够将单级跨导放大器的输出电压转换为电压跟随器的控制电压,通过电压跟随器能够在输出电压低于预设电压时向负载供电。该低压线性稳压器在电源电压较低或者负载较大时,仍然具有一定的带载能力,从而能够提升其带载能力。

技术研发人员:陈超,马俊
受保护的技术使用者:珠海楠欣半导体科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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