雙模切換式ldo電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造，特別是涉及一種雙模切換式低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在超低功耗MCU設(shè)計(jì)中，LDO是必不可少的模塊，LDO要提供穩(wěn)定的核心(core)電壓。如圖1所示，是雙模切換式LDO電路;現(xiàn)有雙模切換式LDO電路包括:第一 LDO主體電路I和第二 LDO主體電路2。
[0003]所述第一LDO主體電路I的驅(qū)動(dòng)電流大于所述第二 LDO主體電路2的驅(qū)動(dòng)電流，所述第一LDO主體電路I用于在大驅(qū)動(dòng)模式(Active Mode)下提供LDO輸出電壓VPWR;所述第二LDO主體電路2的功耗小于所述第一 LDO主體電路I的功耗，所述第二 LDO主體電路2用于在低功耗模式(Standby Mode)下提供所述LDO輸出電壓VPWR。所述第一LDO主體電路I一般稱為Active LDO，所述第二LDO主體電路2—般稱為Standby LDO0
[0004]所述第一 LDO主體電路I包括第一 PMOS管PpassO、第一差分放大器3和由電阻Rl和R2串聯(lián)形成的第一串聯(lián)電阻;所述第一差分放大器3的第一輸入端連接參考電壓VREF、第二輸入端連接第一反饋電壓、輸出端連接到所述第一 PMOS管PpassO的柵極，所述第一 PMOS管PpassO的源極連接電源電壓VPWR5，第一開關(guān)SWl連接在所述第一 PMOS管PpassO的源極和柵極之間；在所述第一 PMOS管PpassO的漏極和地之間串聯(lián)有第二開關(guān)SW2和所述第一串聯(lián)電阻，所述第一PMOS管PpassO的漏極連接到雙模切換式LDO電路的輸出端，所述第一PMOS管PpassO的漏極在大驅(qū)動(dòng)模式下輸出所述LDO輸出電壓VPWR，所述第一串聯(lián)電阻的對大驅(qū)動(dòng)模式下的所述LDO輸出電壓VPWR分壓后得到所述第一反饋電壓。在PMOS管PpassO的柵極和漏極之間還串聯(lián)有補(bǔ)償電阻Re和補(bǔ)償電容Ce。
[0005]所述第二 LDO主體電路2包括第二差分放大器、第二 PMOS管Ppass I和由電阻R3和R3串聯(lián)形成的第二串聯(lián)電阻;所述第二差分放大器的第一輸入端連接第二反饋電壓VFD、第二輸入端連接參考電壓VREF、輸出端連接到所述第二 PMOS管Ppassl的柵極，所述第二 PMOS管Ppassl的源極連接電源電壓VPWR5，所述第二串聯(lián)電阻連接在所述第二 PMOS管Ppassl的漏極和地之間，所述第二PMOS管PpassI的漏極通過第三開關(guān)SWO連接到雙模切換式LDO電路的輸出端，所述第二 PMOS管Ppass I的漏極在低功耗模式下輸出所述LDO輸出電壓VPWR，所述第二串聯(lián)電阻的對低功耗模式下的所述LDO輸出電壓VPWR分壓后得到所述第二反饋電壓VFD。
[0006]第二差分放大器包括由匪OS管匪O和匪I組成的差分放大器主體電路，由PMOS管PMO和PMl組成的有源負(fù)載電路，以及由匪OS管匪irrO和匪irrl組成的鏡像電路，匪OS管NMirrO的漏極輸入電流源IB，NM0S管匪irrl提供尾電流;在PMOS管Ppassl的柵極和漏極之間還串聯(lián)有補(bǔ)償電阻Rcl和補(bǔ)償電容Ccl。節(jié)點(diǎn)NB為NMOS管匪irrO和匪irrl的柵極連接點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)PB為PMOS管PMO和PMl的柵極連接點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)PG為PMOS管Ppassl的柵極連接點(diǎn)。
[0007]當(dāng)所述第一開關(guān)SWl斷開、所述第二開關(guān)SW2閉合和所述第三開關(guān)SWO斷開時(shí)，所述雙模切換式LDO電路工作于大驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)所述第一開關(guān)SWl閉合、所述第二開關(guān)SW2斷開和所述第三開關(guān)SWO閉合時(shí)，所述雙模切換式LDO電路工作于低功耗模式。
[0008]采用雙模切換式LDO電路，能夠在工作時(shí)切換到具有強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的ActiveLD0，而在備用時(shí)切換到Standby LD0，這樣能降低整體功耗，能在超低功耗MCU設(shè)計(jì)中提供穩(wěn)定的核心(core)電壓。
[0009]但是，Active LDO中由于要提供大的驅(qū)動(dòng)能力，第一PMOS管PpassO的尺寸會(huì)很大，當(dāng)切換到Standby狀態(tài)(swl閉合，sw2斷開，swO閉合)后第一PMOS管PpassO會(huì)存在漏電，特別是高溫下，該漏電流會(huì)流過電阻R3和R4，影響Standby LDO的反饋環(huán)路，從而會(huì)把LDO的輸出VPWR充高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙模切換式LDO電路，能在大驅(qū)動(dòng)模式向低功耗模式切換時(shí)保持LDO輸出電壓穩(wěn)定。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的雙模切換式LDO電路包括:第一LDO主體電路、第二 LDO主體電路和動(dòng)態(tài)負(fù)載電路。
[0012]所述第一LDO主體電路的驅(qū)動(dòng)電流大于所述第二 LDO主體電路的驅(qū)動(dòng)電流，所述第一 LDO主體電路用于在大驅(qū)動(dòng)模式下提供LDO輸出電壓;所述第二 LDO主體電路的功耗小于所述第一 LDO主體電路的功耗，所述第二 LDO主體電路用于在低功耗模式下提供所述LDO輸出電壓。
[0013]所述第一LDO主體電路包括第一PMOS管、第一差分放大器和第一串聯(lián)電阻;所述第一差分放大器的第一輸入端連接參考電壓、第二輸入端連接第一反饋電壓、輸出端連接到所述第一 PMOS管的柵極，所述第一 PMOS管的源極連接電源電壓，第一開關(guān)連接在所述第一PMOS管的源極和柵極之間;在所述第一 PMOS管的漏極和地之間串聯(lián)有第二開關(guān)和所述第一串聯(lián)電阻，所述第一 PMOS管的漏極連接到雙模切換式LDO電路的輸出端，所述第一 PMOS管的漏極在大驅(qū)動(dòng)模式下輸出所述LDO輸出電壓，所述第一串聯(lián)電阻的對大驅(qū)動(dòng)模式下的所述LDO輸出電壓分壓后得到所述第一反饋電壓。
[0014]所述第二LDO主體電路包括第二差分放大器、第二 PMOS管和第二串聯(lián)電阻;所述第二差分放大器的第一輸入端連接第二反饋電壓、第二輸入端連接參考電壓、輸出端連接到所述第二 PMOS管的柵極，所述第二 PMOS管的源極連接電源電壓，所述第二串聯(lián)電阻連接在所述第二PMOS管的漏極和地之間，所述第二PMOS管的漏極通過第三開關(guān)連接到雙模切換式LDO電路的輸出端，所述第二 PMOS管的漏極在低功耗模式下輸出所述LDO輸出電壓，所述第二串聯(lián)電阻的對低功耗模式下的所述LDO輸出電壓分壓后得到所述第二反饋電壓。
[0015]所述第二差分放大器包括兩個(gè)互為鏡像的第一有源負(fù)載和第二有源負(fù)載，所述第二差分放大器還包括尾電流。
[0016]所述動(dòng)態(tài)負(fù)載電路包括電流比較器和電流泄放通路。
[0017]所述電流比較器對所述尾電流的鏡像電流和所述第一有源負(fù)載的鏡像電流進(jìn)行比較。
[0018]所述電流泄放通路連接在所述第二PMOS管的漏極和地之間，所述電流比較器的輸出端控制所述電流泄放通路的通斷。
[0019]當(dāng)所述第一開關(guān)斷開、所述第二開關(guān)閉合和所述第三開關(guān)斷開時(shí)，所述雙模切換式LDO電路工作于大驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)所述第一開關(guān)閉合、所述第二開關(guān)斷開和所述第三開關(guān)閉合時(shí)，所述雙模切換式LDO電路工作于低功耗模式。
[0020]在所述雙模切換式LDO電路由大驅(qū)動(dòng)模式切換到低功耗模式過程中，當(dāng)所述第一PMOS管的漏極漏電影響所述第二 LDO主體電路的環(huán)路并使所述第二 PMOS管的漏極電壓升高時(shí)，所述第二反饋電壓增加，所述第一有源負(fù)載的電流跟隨所述第二反饋電壓變