一种具有过温和短路保护的低压LDO设计

启动电路的作用是要确保电路上电后正常工作，整个电路停止工作一体电感器时，VP的电压低于NMOS的阈值电压，启动电路开始工作，VP是低电平，这会使M23关断，从而使M17～M22开启，将VP电压的拉升上去，使带隙进入工作状态。此时VP为高电平，M23开启，M17～M22关断，此时，启动电路对正常工作的带隙基准电路不产生影响。
1．2 误差放大器的设计
反馈电压和带隙的基准电压作为误差放大器的输入。误差放大器第一级是折叠式共源共栅结构，目的是获得较高的增益，而且输入共模电平可以设置的很低。第二级电路采用了源跟随器，目的是调节输出共模电平。I98和MC作为密勒补偿，I119和I120用于消除共轭极点，用于保证良好的稳定性。如图4所示。

1．3 过温保护电路和短路保护电路
1．3．1 过温保护电路
过温保护电路如图5所示。V工字电感P信号的电压值是二极管的导通电压，具有1．8 mV／℃左右的负温度系数，因此，随着温度上升它会不断降低。而VN信号几乎不随温度变化。

比较器的作用是比较两个模拟输入信号而产生一个二进制的输出。当正负输入差值为正时，输出为高电平；当正负输入差值为负时，输出为低电平。比较器的两个重要参数是精度和速度。精度决定了实现输出状态改变所需要的最小输入变化量，它主要由比较器的开环增益决定；速度反应的smd电感器是输入激励到输出响应之间的时延。比较器的具体电路如图6所示。

1．3．2 LDO的稳定性和补偿
LDO是一个负反馈的系统，往往存在稳定性的问题。在LDO应用过程中，为了得到稳定可靠的输出，LDO的环路必须要被仔细的设计，避免输出产生振荡。在环路中加入几个被精心设计的极点以及零点，使LDO在环路在不同的使用条件下都能满足足够的相位裕度。
图7(a)中节点1，2，3处都存在一个极点。如果误差放大器由多极构成，其内部也存模压电感在极点，但一般可以通过放大器内部的miller补偿解决。为了提供足够的电流，导通部件的面积一般较大，相应地，节点1处的寄生电容也较大，所以节点1处的极点wp1在低频。节点3处的寄生电容较小，节点3处的极点wp3在高频，可以不考虑。

本文采用的是ESR补偿，通过外接的电容Cout和电容上等效串联电阻RESR产生的零点进行补偿，如图7(b)所示。
只要将零点放置在合适的位置，系统即可稳定，如图8所示。

1．3．3 短路保护电路
短路保护电路的作用是当LDO发生意外短路时，能够及时提高导通管的栅压，限制输出电流急剧变化，防止造成器件过热而损坏，使LDO能够在各种环境下都能安全可靠地工作。也正因为如此，本文设计了短路保护电路，如图9所示。
M2，M4的栅压由误差放大器的偏置电压提高。所有管子都工作在饱和区。当LDO正常工作时，输出电压Vout的采样信号VN的电压值大于VP信号的电压值，比较器输出低电平信号控制M8管关断，此时，电阻R上有较大的压降，VSP信号的电压比较低，约为0．2V，当电路出现输出端短路或过度超载情况时，输出电压会突然降低导致VN小于V差模电感P，此时，比较器输出由低电平转向高电平，M8导通。由于电阻被大管子M8短路，VSP将升高至1．4 V左右。

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