一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器

摘要

本发明实施例公开了一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器，其中，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收误差放大器输出的输入信号，对输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将电流调节信号反馈回功率控制模块。

权利要求

1.一种自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；

偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；所述偏置模块包括自偏置模块和动态偏置模块；

连接模块，用于将所述偏置信号输出给电流镜模块；所述连接模块包括连接管子，所述连接管子的栅极连接所述动态偏置模块，所述连接管子的漏极接地，所述连接管子的源极接所述电流镜模块，所述连接管子使所述动态偏置模块和所述电流镜模块连通；

电流镜模块，用于将所述偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块。

2.如权利要求1所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，

所述自偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；

动态偏置模块，用于将所述功率控制信号进行动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号通过叠加形成所述偏置信号。

3.如权利要求2所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述自偏置模块，还用于当所述压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将所述第一直流偏置信号输入至所述功率控制模块。

4.如权利要求2所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，

所述自偏置模块包括分压电阻，用于自动偏置反馈给所述误差放大器的负输入端，为所述连接模块提供直流偏置。

5.如权利要求4所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述分压电阻包括串联的至少两个电阻，或者，所述连接模块包括MOS管。

6.如权利要求2所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，

所述动态偏置模块包括耦合电容，当所述低压差线性稳压器电路输出的电压变化时，耦合电容将电压变化传递到所述连接模块，使所述连接模块输出电流来达到动态偏置。

7.如权利要求1至6任一项所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述功率控制模块包括功率管，通过所述误差放大器调节所述功率管的输出，得到功率控制信号。

8.如权利要求1至6任一项所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述电流镜模块包括两个MOS管，其中：所述两个MOS管的栅极相连，所述两个MOS管的源极都连接所述自偏置尖峰检测电路的电源电压，一个MOS管的漏极连接所述功率控制模块，另一个MOS管的漏极连接所述连接模块。

9.如权利要求1至6任一项所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号和下冲信号时，所述自偏置尖峰检测电路所构成的瞬态增强电路是双向的。

10.如权利要求1至6任一项所述的自偏置尖峰检测电路，其特征在于，所述电流镜模块输出的电流大小可调。

11.一种低压差线性稳压器，包括：

权利要求1至10任一项所述的自偏置尖峰检测电路；

误差放大器；

所述自偏置尖峰检测电路中的功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制。

说明书

一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种自偏置尖峰检测(Self-Biased Spike-Detection，SBSD)电路及低压差线性稳压器。

背景技术

[0002] 现在的电子产品一般需要经过电源适配器或锂电池供电，电源的电压都会在很大的变化范围内，而电子设备一般不能承受很大的电压变化，就需要使用稳压器来输出稳定的电压给系统级芯片供电。低压差线性稳压器(Low Dropout regulator，LDO)输出可调节的电压，为芯片提供电源，在系统级芯片的电源模块中用来稳压和去除纹波。LDO的核心构架主要由运算放大器和P沟道金属氧化物半导体管(Positive channel Metal Oxide Semiconductor，PMOS)组成，工作原理是通过运算放大器调节PMOS的输出。现在系统要求功能越来越多，在有限的面积内要集成的器件也越来越多，当传统的LDO在有大负载快速变化时，要保持输出的稳定性需要一个大的负载电容，这个大电容很难集成在单个芯片上，因此，在现在的系统级芯片(System on Chip，SOC)设计中需要无片外电容LDO。

[0003] 无片外电容的LDO，节省面积便于集成，但是瞬态响应受限于功率管栅极的电压幅值和整个电路的带宽，另外，功率管面积大，栅极电容大，产生低频次主极点，也严重影响无片外电容LDO的稳定性。图1A为相关技术中LDO的电路结构示意图，如图1A所示，LDO包括误差放大器、源极跟随器MOS管、功率管gmp和两个电阻Rf1、Rf2，其中，VEA,out是误差放大器的输出电压，误差放大器后面连接源极跟随器MOS管，起到缓冲的作用，源极跟随器MOS管后面接功率管gmp，使得调节后的较大电流能够通过，功率管gmp的漏极连接串联的两个电阻Rf1和Rf2，将两个电阻之间的输出连接至误差放大器的负输入端，使整个电路构成一个反馈回路，VGS是源极跟随器MOS管的栅源电压，VOV是源极跟随器MOS管的过驱动电压，VTH是源极跟随器MOS管的阈值电压，功率管gmp栅极的电压VP与误差放大器输出的电压VEA,out之间的关系如下公式(0)所示：

[0004] VP＝VEA,out+VGS＝VEA,out+VOV+VTH   (0)；

[0005] 由此可见，相关技术中通过源极跟随器MOS管作为缓冲器，减小了功率管gmp栅极电阻，推高次主极点，增强了瞬态响应，电阻由放大器的电阻降为跨导的倒数，该技术方案缺点为当电压裕度减小了一个阈值，功率管gmp栅极最低电压受限，对功率管gmp的驱动能力下降，需要更大的功率管来提供相同的负载电流，且增加了额外的一路电流消耗。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器，使输出电压稳定，且恢复时间大幅减小。

[0007] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0008] 本发明实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路，所述自偏置尖峰检测电路和误差放大器构成低压差线性稳压器电路，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块。

[0009] 在其他实施例中，所述偏置模块包括自偏置模块和动态偏置模块，其中：

[0010] 所述自偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；

[0011] 动态偏置模块，用于将所述功率控制信号进行动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号通过叠加形成所述偏置信号。

[0012] 在其他实施例中，所述自偏置模块，还用于当所述压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将所述第一直流偏置信号输入至所述功率控制模块。

[0013] 在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；

[0014] 所述自偏置模块包括分压电阻，用于自动偏置反馈给所述误差放大器的负输入端，为所述连接模块提供直流偏置。

[0015] 在其他实施例中，所述分压电阻包括串联的至少两个电阻。

[0016] 在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；

[0017] 所述动态偏置模块包括耦合电容，当所述低压差线性稳压器电路输出的电压变化时，耦合电容将电压变化传递到所述连接模块，使所述连接模块输出电流来达到动态偏置；

[0018] 在其他实施例中，所述功率控制模块包括功率管，通过所述误差放大器调节所述功率管的输出。

[0019] 在其他实施例中，所述自偏置尖峰检测电路还包括：连接模块，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块；

[0020] 所述连接模块包括MOS管；或者，所述电流镜模块输出的电流大小可调。

[0021] 在其他实施例中，所述电流镜模块包括两个MOS管，其中：

[0022] 所述两个MOS管的栅极相连，所述两个MOS管的源极都连接所述自偏置尖峰检测电路的电源电压，一个MOS管的漏极连接所述功率控制模块，另一个MOS管的漏极连接所述电流镜模块。

[0023] 在其他实施例中，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号和下冲信号时，所述自偏置尖峰检测电路所构成的瞬态增强电路是双向的。

[0024] 本发明实施例又提供一种低压差线性稳压器，包括：

[0025] 上述提供的一种自偏置尖峰检测电路；

[0026] 误差放大器；

[0027] 所述自偏置尖峰检测电路中的功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制。

[0028] 本发明实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路及低压差线性稳压器；其中，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块，用于接收所述误差放大器输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；偏置模块，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；电流镜模块，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块；如此，所述自偏置尖峰检测电路在充放电两个方向上，通过偏置模块动态调整额外电流减小了功率损耗，改善了功率控制模块中功率管栅极的电压幅值，从而减小了功率控制模块中功率管栅极小信号电阻，增大了带宽，同时保证轨到轨的电压裕度。

附图说明

[0029] 图1A为相关技术中LDO的电路结构示意图；

[0030] 图1B为本发明实施例一自偏置尖峰检测电路的结构示意图；

[0031] 图1C为本发明实施例一LDO外部的负载变化示意图；

[0032] 图1D示出了本实施例的电路与相关技术中电路的输出电压的对比示意图；

[0033] 图1E示出了本实施例的电路提供的动态增加的电流对功率管的栅极电压的调节示意图；

[0034] 图2A为本发明实施例二自偏置尖峰检测电路的结构示意图；

[0035] 图2B为本发明实施例二自偏置尖峰检测电路的结构示意图；

[0036] 图3为本发明实施例三自偏置尖峰检测电路的结构示意图；

[0037] 图4A为本发明实施例四自偏置尖峰检测电路的结构示意图；

[0038] 图4B为本发明实施例自偏置尖峰检测电路的输入电阻的示意图；

[0039] 图4C为本发明实施例自偏置尖峰检测电路的小信号模型示意图；

[0040] 图4D为本发明实施例所涉及的各电路的电流变化示意图；

[0041] 图4E为本发明实施例自偏置尖峰检测电路使得LDO电路的输出电压的恢复时间大幅减小的示意图。

具体实施方式

[0042] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0044] 实施例一

[0045] 本发明实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路，图1B为本发明实施例一自偏置尖峰检测电路的结构示意图，如图1B所示，所述自偏置尖峰检测电路为一个具有反馈环路的瞬态增强电路，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：

[0046] 功率控制模块11，用于接收所述误差放大器10输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；

[0047] 偏置模块12，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，将所述功率控制信号通过自偏置和动态偏置后，得到偏置信号；

[0048] 电流镜模块14，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块11。

[0049] 在其他的实施例中，自偏置尖峰检测电路还包括连接模块13，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块14。

[0050] 在其他实施例中，所述功率控制模块11包括功率管，通过所述误差放大器10调节所述功率管的输出。

[0051] 在其他实施例中，所述电流镜模块14包括两个MOS管，其中：所述两个MOS管的栅极相连，所述两个MOS管的源极都连接所述自偏置尖峰检测电路的电源电压，一个MOS管的漏极连接所述功率控制模块，另一个MOS管的漏极连接所述连接模块。

[0052] 在其他实施例中，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号和下冲信号时，所述自偏置尖峰检测电路所构成的瞬态增强电路是双向的。

[0053] 在其他实施例中，所述电流镜模块输出的电流大小可调。

[0054] 本发明实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路，在充放电两个方向上，本实施例提供的方案中偏置模块能够动态调整额外电流，减小了功率损耗，使输出电压恢复时间减小，从而改善了功率控制模块中功率管栅极的电压幅值，减小了功率控制模块中功率管栅极小信号电阻，增大了带宽，同时保证轨到轨的电压裕度。

[0055] 图1C为本发明实施例一LDO外部的负载变化示意图，如图1C所示，在LDO电路外部接入电压，VREF为参考电压，VDD为电源电压，VSS为接地，当负载电流产生变化时，会使LDO的输出电压也产生相应变化(参见图1D和图1E)。

[0056] 图1D示出了本实施例的电路与相关技术中电路的输出电压的对比示意图，参见图1D所示，实线表示本实施例的电路的输出电压，虚线表示相关技术中电路的输出电压。图1D的上图示出了电路输出的电流发生了两次改变(在t1和t2时刻)时，在t1时刻输出电流从0跳变1(将电流变化进行归一化，因此电流变化范围在0到1之间)；在t2时刻输出电流再由1跳变0。图1D的下图与图1D的上图在时间上是对应的，在t1和t2时刻，与相关技术中电路的输出电压相比，本实施例的电路的输出电压使得LDO电路的输出电压的恢复时间大幅减小。
由此可见，本实施例提供的自偏置尖峰检测电路使得LDO电路的输出电压的恢复时间大幅减小。

[0057] 图1E示出了本实施例的电路提供的动态增加的电流对功率管的栅极电压的调节示意图，参见图1E所示，图1E的上图示出了电路输出的电流发生了两次改变(在t1和t2时刻)时，在t1时刻输出电流从0跳变1(将电流变化进行归一化，因此电流变化范围在0到1之间)；在t2时刻输出电流再由1跳变0。图1E的中图示出了本实施例的电路提供的动态增加的电流的变化情况，即在t1和t2时刻，电路中动态偏置模块提供的动态增加的电流在瞬间上升又下降(可以理解为瞬态电流)。图1E的下图与图1E的上图和中图在时间上是对应的，由于图1E的上图和中图的t1和t2时刻，电路中动态偏置模块提供的电流是瞬态电流，所以，在图1E的下图中的t1和t2时刻，本实施例提供的电路的功率控制模块中的功率管的栅极电压幅值得到了改善。

[0058] 实施例二

[0059] 本发明实施例提供了一种自偏置尖峰检测电路，图2A为本发明实施例自偏置尖峰检测电路的结构示意图二，如图2A所示，所述自偏置尖峰检测电路为一个具有反馈环路的瞬态增强电路，所述自偏置尖峰检测电路用于低压差线性稳压器电路，所述低压差线性稳压器电路还包括误差放大器，所述自偏置尖峰检测电路包括：

[0060] 功率控制模块11，用于接收所述误差放大器10输出的输入信号，对所述输入信号进行功率控制，得到功率控制信号；

[0061] 偏置模块12包括自偏置模块121和动态偏置模块122，其中：

[0062] 所述自偏置模块121，用于当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；

[0063] 动态偏置模块122，用于将所述功率控制信号进行动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号形成通过叠加所述偏置信号

[0064] 连接模块13，用于将所述偏置信号输出给所述电流镜模块14；

[0065] 电流镜模块14，用于将偏置信号进行电流调节后，得到电流调节信号，将所述电流调节信号反馈回所述功率控制模块11。

[0066] 在其他实施例中，所述自偏置模块121，还用于当所述压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将所述第一直流偏置信号输入至所述功率控制模块。

[0067] 其中，所述自偏置模块包括分压电阻，用于自动偏置反馈给所述误差放大器的负输入端，为所述连接模块提供直流偏置。

[0068] 在其他实施例中，所述动态偏置模块122包括耦合电容，当所述低压差线性稳压器电路输出的电压变化时，耦合电容将电压变化传递到所述连接模块，使所述连接模块输出电流来达到动态偏置。

[0069] 在其他实施例中，所述分压电阻包括串联的至少两个电阻。

[0070] 在其他实施例中，所述功率控制模块包括功率管，通过所述误差放大器调节所述功率管的输出。

[0071] 在其他实施例中，所述电流镜模块包括两个MOS管，其中：所述两个MOS管的栅极相连，所述两个MOS管的源极都连接所述自偏置尖峰检测电路的电源电压，一个MOS管的漏极连接所述功率控制模块，另一个MOS管的漏极连接所述连接模块。

[0072] 在其他实施例中，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号时，如图2B所示，LDO电路包括误差放大器和单向的自偏置尖峰检测电路，当输出电压为过冲信号时的自偏置尖峰检测电路，负载电流突然变小，电路未来得及及时稳压，输出产生一个过冲信号；过冲信号耦合到电流镜模块，打开连接模块的MFF2管，产生一路大的动态电流；电流复制到功率管栅极，加快栅极充电，关掉功率管MP，功率管MP提供小电流，稳定输出电压。单向的自偏置尖峰检测电路中，偏置模块里的自偏置模块包含分压电阻RF21和RF22，RF21一端连接在所述误差放大器10的负输入端，RF22接地；所述动态偏置模块包括电容C12，C12的第一端连接在所述功率管MP的输出端，第二端连接RF21和RF22之间；所述连接管子MFF2是栅极连接动态偏置模块中C12的第二端，漏极接地，源极接电流镜模块中的M2的漏极，连接管子MFF2使所述偏置模块和所述电流镜模块连通，所述电流镜模块包括M1和M2，电流镜模块的输出M2的漏极传输到所述功率管MP的栅极中。

[0073] 在其他实施例中，所述电流镜模块输出的电流大小可调，或者，所述连接模块包括MOS管。

[0074] 本实施例中，当所述低压差线性稳压器电路的输出电压变化时，自偏置模块会对所述功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第二直流偏置信号；随后动态偏置模块将功率控制信号再进行一次动态偏置，以经过电压幅值调整，得到动态偏置信号，所述第二直流偏置信号和所述动态偏置信号形成通过叠加所述偏置信号。当所述低压差线性稳压器电路的输出电压不变化时，只有自偏置模块对功率控制信号进行直流偏置，得到经过电压幅值调整的第一直流偏置信号，将第一直流偏置信号直接输入至所述功率控制模块。

[0075] 实施例三

[0076] 图3为本发明实施例自偏置尖峰检测电路的结构示意图三，所述低压差线性稳压器电路生成过冲信号和下冲信号时，如图3，所述自偏置尖峰检测电路所构成的瞬态增强电路是双向的。自偏置尖峰检测电路包括：功率控制模块11、偏置模块包括自偏置模块121和动态偏置模块122、连接模块13和电流镜模块14；其中：

[0077] MP为功率控制模块11的器件，输入端连接在误差放大器10输出端，所述功率管MP输出低压差线性稳压器电路的电压VOUT；

[0078] 所述偏置模块中的自偏置模块包含分压电阻RF21和RF22，RF21一端连接在所述误差放大器10的负输入端，RF22接地；所述动态偏置模块包括电容C12，C12的第一端连接在所述功率控制模块11的输出端，第二端连接RF21和RF22之间；所述连接模块13是一个MOS管MFF2，该MOS管MFF2栅极连接动态偏置模块中C12的第二端，漏极接地，源极接电流镜模块14，连接模块13使所述偏置模块12和所述电流镜模块14连通，所述电流镜模块14包括M1和M2，电流镜模块14的输出M2的漏极传输到所述功率控制模块11的功率管MP的栅极中。

[0079] 所述偏置模块12中的自偏置模块包含分压电阻RF11和RF12，RF11一端连接在所述功率控制模块11中功率管MP的漏极，RF12接地；所述动态偏置模块包括电容C11，C11的第一端连接在所述功率控制模块11的输出端，第二端连接RF11和RF12之间；所述连接模块13是一个MOS管MFF1，该MOS管MFF1栅极连接动态偏置模块中C11的第二端，漏极接地，源极接电流镜模块14，连接模块13使所述偏置模块12和所述电流镜模块14连通，所述电流镜模块14包括M3和M4，电流镜模块14的输出M3的源极传输到所述功率控制模块11的功率管MP的栅极中。

[0080] 本实施例中，自偏置尖峰检测电路不仅适用于LDO，也适用于其他需要降低电阻的电路结点。

[0081] 实施例四

[0082] 图4A为本发明实施例自偏置尖峰检测电路的结构示意图四，如图4A所示，所述自偏置尖峰检测电路为一个具有反馈环路的瞬态增强电路，所述自偏置尖峰检测电路和误差放大器10构成低压差线性稳压器电路，所述自偏置尖峰检测电路包括：

[0083] 电阻Rf1和Rf2；

[0084] 功率控制模块，包括功率管gmp；

[0085] 偏置模块包括第一自偏置模块、第二自偏置模块、第一动态偏置模块和第二动态偏置模块，其中，

[0086] 所述第一自偏置模块包括电阻Rf11和电阻Rf12；

[0087] 所述第二自偏置模块包括电阻Rf21和电阻Rf22；

[0088] 第一动态偏置模块包括电容Cf1和第二动态偏置模块包括电容Cf2；

[0089] 第一连接模块，包括MOS管MFF1；

[0090] 第二连接模块，包括MOS管MFF2；

[0091] 第一电流镜模块，包括MOS管M1和M2；

[0092] 第二电流镜模块，包括MOS管M3和M4。

[0093] 如图4A中，申请人对无片外电容LDO电路所存在的技术问题做了如下分析，LDO电路由误差放大器和自偏置尖峰检测电路组成，电路输出电压VOUT稳定的状态下，MFF1管或MFF2管由分压电阻偏置在亚阈值区，自偏置尖峰检测电路不工作，即没有动态偏置模块，连接模块和电流镜模块，相当于功率管gmp的漏极串接了电阻Rf1和电阻Rf1，两个电阻串联接地，如图中虚线所示；输出电压VOUT突然变化时，Cf电容作为高通器件，将输出电压耦合到MFF1或MFF2管，MFF1管或MFF2管打开，开始传导电流，并经过电流镜镜像到功率管gmp栅极，提供额外的充电电流，加速功率管gmp栅极的反应；输出稳定后，自偏置尖峰检测电路再次回到旁路状态。即LDO的瞬态响应受限于功率管的栅极电压幅值和电路的带宽，自偏置尖峰检测电路通过分离电阻反馈达到自偏置,为电压幅值提供直流偏置，增强电路却不增加功率消耗；反馈环路减小功率管的电阻,因此扩大带宽；通过耦合电容注入很多电流来达到动态偏置,这样也可以改进功率管的栅极的电压幅值。

[0094] 功率管gmp的栅极接在LDO主体电路的误差放大器之后，源极连接电源电压，漏极输出LDO的输出电压；电阻Rf21和电阻Rf22组成了第一串联电阻，所述第一串联电阻接在误差放大器的负输入端和地之间；所述第一电流镜的M1的漏极接在功率管gmp的栅极，M2的漏极接在MOS管MFF2的源极；MOS管MFF2漏极接地，MOS管MFF2的栅极接在第一串联电阻的中间；电容Cf2的第一端接在功率管gmp的漏极，电容Cf2的第二端接在MOS管MFF2的栅极。

[0095] LDO电路输出产生一个过冲信号时，误差放大器后面跟随的图4A结构的自偏置尖峰检测电路，所述自偏置尖峰检测电路将过冲信号耦合到电流镜模块，打开MOS管MFF2，产生一路大的动态电流，电流复制到MOS管MFF2的栅极，加快MOS管MFF2的栅极充电，关掉MOS管MFF2；MOS管MFF2提供小电流，稳定输出电压。

[0096] 如图4D所示，自偏置尖峰检测电路通过分离电阻反馈达到自偏置，耦合电容中注入很多电流达到动态偏置，两者都可以改进功率管栅极的电压幅值，当电路输出变化很大时，会是自动偏置和动态偏置共同影响电压幅值，当输出不变化时，自动偏置为电压幅值提供直流偏置增强电路却不增加功率消耗，动态增加的电流ΔI如公式(1)：

[0097]

[0098] 公式(1)中， 为MOS管MFF2的宽长比，m为M1与M2的电流镜比，μn为电子的迁移速率，Cox为单位面积栅氧化层电容，ΔV为电容耦合输出电压的变化，Vgs为MFF2管栅源电压，Vth为MOS管MFF2的阈值电压。

[0099] 动态增加电流ΔI影响MOS管MFF2的栅极电压Vgs如公式(2)：

[0100]

[0101] 公式(2)中，Vout为LDO电路的输出电压，S为复频域的变量，Cf为耦合电容Cf2的电容值。如图4D所示，自偏置尖峰检测电路动态增加的电流ΔI加快了功率管栅极电压上升，输出电压的恢复时间大幅减小。

[0102] 自偏置尖峰检测电路中反馈环路减小功率管的电阻，会扩大带宽。如图4B所示，电流镜的比例是m:1，自偏置尖峰检测电路输入的电阻Rgate参见公式(3)：

[0103]

[0104] 公式(3)中，ro,EA为误差放大器的输出电阻，gmp为功率管gmp的跨导，gmff为MOS管MFF2的跨导。自偏置尖峰检测电路的小信号模型(如图4C所示)的数学表达式参见公式(4-1)至公式(4-3)：

[0105]

[0106] h0＝gmff*gmp*R2*roff    (4-2)；

[0107]

[0108] 公式(4-1)至公式(4-3)中，h(s)为自偏置尖峰检测电路的s域传输函数，h0为自偏置尖峰检测电路的直流传输函数，Zf和Pf为电路的零点和极点，rop为第一功率管gmp的输出电阻，roff为Vo’处的输出电阻，因为电路对小信号有影响，Cf定位一对零极点对，是LDO环路增益带宽积的2倍以上。

[0109] 图4D示出了本实施例所涉及的单向电路的输出电流和输出电压的变化情况，图4D的A图和B图与图1E的上图和中图类似，其中，图1E的上图和中图为双向电路的输出电流和动态增加的电流的变化情况，这样，图4D的A图对应图1E的上图的右半边部分，图4D的B图对应图1E的中图的右半边部分。

[0110] 图4D的C图示出了输出电流变化时本实施例的电路与相关技术中电路的输出电压的对比示意图，在输出电流变化时本实施例的电路的输出电压瞬间上升，从而恢复时间非常短(可以忽略不计)，而在输出电流变化时相关技术中电路的输出电压恢复时间需要很长时间(大约需要0.005毫秒(ms))。

[0111] 图4E示出了本实施例的电路与相关技术中电路的输出电压的对比示意图，参见图4E所示，虚线表示本实施例的电路的输出电压，实线表示相关技术中电路的输出电压；相关技术中的电路，即没有自偏置尖峰检测电路，输出电压的恢复时间为7微秒(us)；而本实施例提供的电路，通过自偏置尖峰检测电路调节后，恢复时间为2us。与现有技术相比，本实施例提供的电路能够大幅减小输出电压的恢复时间，即，从7us减少到2us。

[0112] 应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0113] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

[0114] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

[0115] 上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0116] 另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0117] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0118] 或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0119] 以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。