一种线性稳压器、芯片及电子设备

本发明涉及通信、雷达、物联网领域，尤其涉及一种线性稳压器、芯片及电子设备。

背景技术：

1、如今的片上系统(soc，system on chip)有着集成度越来越高、运行速度越来越快的发展趋势，并且采用越来越低的电源电压。因此，尺寸小，成本低，纹波和噪声较低的低压差线性稳压器(ldo，low dropout regulator)作为片上系统的电源管理模块具有越来越重要的作用。低压差线性稳压器为片上系统的其他模块提供一个稳定的电源电压，线性稳压器常常用作锁相环或数模转换器等噪声敏感电路的电源，因此，要求在中频(0.1hz～5mhz)范围内具有较低的噪声和纹波。鉴于该需求，低噪声高电源抑制的线性稳压器研究受到广泛关注。

2、为了提升低压差线性稳压器的低噪声和高电源抑制的性能，近年来出现了很多先进的技术方案。在低噪声线性稳压器的设计中，常常使用容值较大的低通滤波器，这会大大提高线性稳压器的制造成本，或运用斩波技术，但这只能降低来自运算放大器的噪声；在高电源抑制线性稳压器的设计中，常使用前馈纹波消除和负电容等设计方案，但这会提高电路的复杂程度，引入更多的噪声。总的来说，现有的线性稳压器存有一下缺点：难以同时实现线性稳压器的低噪声和高电源抑制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种线性稳压器、芯片及电子设备，能够输出低噪声，高电源抑制。

2、一方面，本发明实施例提供了一种线性稳压器，包括带隙基准电路、电压控制模块、低通滤波电路和线性稳压电路，所述线性稳压电路与所述带隙基准电路以及所述低通滤波电路连接，所述电压控制模块与所述带隙基准电路以及所述低通滤波电路连接，

3、所述带隙基准电路提供基准电流，所述电压控制模块根据所述基准电流提供基准电压，所述低通滤波电路用于过滤所述基准电压的噪声与纹波，所述线性稳压电路根据所述基准电流和所述基准电压输出满足负载要求的电压，

4、所述线性稳压电路设有第一环路与第二环路，所述第二环路包含三极管放大级，所述第一环路和所述第二环路中的三极管放大级实现所述线性稳压器的低噪声，所述第二环路实现所述线性稳压器的高电源抑制。

5、可选地，所述线性稳压电路包括第一环路、第二环路和电流镜单元，所述带隙基准电路的输出连接所述电流镜单元的输入，所述电流镜单元的输出和所述低通滤波电路的输出连接所述第一环路的输入端，所述电流镜单元的输出连接所述第二环路的输入，所述第一环路的输出和所述第二环路的输出均连接所述线性稳压电路的输出端。

6、可选地，线性稳压电路还包括瞬态改善电路，用于减小在负载变换时线性稳压器的过冲电压和下冲电压，所述瞬态改善电路的输入连接所述线性稳压器的输出，所述瞬态改善电路的输出连接所述第一环路和所述第二环路。

7、可选地，所述电流镜单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第一电阻和第一电容，所述第一晶体管的漏极连接所述基准电流，所述第一晶体管的栅极连接漏极，所述第一电阻的两端分别连接所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极，所述第一电容的两端分别连接所述第二晶体管的栅极和地，所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极均接地，所述第二晶体管的漏极连接所述第三晶体管的源极，所述第三晶体管和所述第四晶体管的漏极和栅极均连接所述第五晶体管的栅极，所述第四晶体管和所述第五晶体管的源极均连接电源。

8、可选地，所述第一环路包括误差放大器、第十五晶体管和第五电阻，所述误差放大器的输入连接所述低通滤波器的输出，所述误差放大器的输出连接所述第十五晶体管的栅极，所述第十五晶体管的源极连接所述线性稳压器的输出，所述第十五晶体管的漏极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接地。

9、可选地，所述误差放大电路包括两个放大级，所述两个放大级包括第一级五管放大器和第二级带源极负反馈的共源放大级；所述第一级五管放大器包括第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管，所述第六晶体管和所述第七晶体管的源极均连接电源，所述第六晶体管和所述第七晶体管的栅极相连接，所述第六晶体管与所述第八晶体管的漏极连接，所述第六晶体管的栅极和漏极连接，所述第七晶体管与所述第九晶体管的漏极连接，所述第八晶体管和所述第九晶体管的源极均连接所述第十晶体管的漏极，所述第九晶体管的栅极连接所述基准电压，所述第十晶体管的栅极连接所述第二晶体管的栅极，所述第十晶体管的源极接地；所述第二级带源极负反馈的共源放大级包括第十一晶体管、第二电阻和第二电容，所述第十一晶体管的漏极连接第五晶体管的漏极，所述第二电阻的两端分别连接所述第十一晶体管的源极和地，所述第二电容的两端分别连接所述第十一晶体管的漏极和地。

10、可选地，所述第二环路包括第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、三极管、第三电阻、第四电阻、第三电容和第四电容，所述第十二晶体管和所述第十三晶体管的栅极均连接第十四晶体管的栅极，所述第十二晶体管的源极连接电源，所述第三电阻的两端分别连接所述电源和所述三极管的集电极，所述第十二晶体管的栅极连接所述三极管的集电极，所述三极管的发射极和所述第十三晶体管的源极均接地，所述三极管的基极连接所述第十五晶体管的漏极，所述第十四晶体管的漏极与栅极之间串联第四电阻和第三电容，所述第十四晶体管的源极连接所述电源，所述第五晶体管的漏极与栅极连接，所述第十四晶体管的漏极连接线性稳压电路的输出端，所述第四电容的两端分别连接所述线性稳压电路的输出端和地，所述线性稳压电路的输出端连接所述第八晶体管的栅极。

11、可选地，所述电压控制模块包括调控单元，所述调控单元包括一个调控晶体管、若干个调控电阻和若干个调控开关，所述调控晶体管的源极连接所述基准电流，所述调控晶体管的栅极连接第一控制信号，若干个所述调控电阻串联连接，第一个调控电阻的一端连接所述调控晶体管的漏极，最后一个调控电阻的一端接地，在所述调控晶体管的漏极与第一调控电阻之间以及相邻两个电阻之间均设置一个调控节点，在最后一个调控节点与所述调控单元的输出端之间连接两个串联的调控开关，在最后一个调控节点以外的其它调控节点与所述调控单元的输出端之间分别连接一个调控开关。

12、可选地，所述电压控制模块还包括测试单元，所述测试单元包括一个测试晶体管、若干个测试电阻和若干个测试开关，所述测试晶体管的源极连接测试电源，所述测试晶体管的栅极连接第二控制信号，若干个所述测试电阻串联连接，第一个测试电阻的一端连接所述测试晶体管的漏极，最后一个测试电阻的一端接地，在相邻两个电阻之间均设置一个测试节点，在最后一个测试节点与所述测试单元的输出端之间连接两个串联的测试开关，在最后一个测试节点以外的其它测试节点与所述测试单元的输出端之间分别连接一个测试开关。

13、另一方面，本发明实施例提供了一种芯片及电子设备，包括上述的线性稳压器。

14、实施本发明实施例包括以下有益效果：

15、1、通过线性稳压电路的双环路设计和三极管放大级的使用，降低了线性稳压器的噪声，并且改善了线性稳压器的电源抑制性能；

16、2、通过使用瞬态改善电路，减小了线性稳压器的输出电压在负载切换时的过冲电压和下冲电压。