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基于低压差线性稳压电路的专利技术综述

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叶盛张婕

摘要低压差线性稳压电路（即LDO，LowDropoutRegulator）以其电路简单，噪声低及功耗低等优点，在电源管理领域获得广泛应用。本文对基于低压差线性稳压电路领域发展的专利申请趋势、专利申请产出国和专利申请人分布进行了统计分析，并针对重点专利发展技术的低噪声、高电源抑制比技术，瞬态响应技术以及无片外电容技术的三大主要技术分支，对其技术手段的实现以及技术方向的发展脉络进行了统计分析。

关键词低压差线性稳压低噪声电源抑制比瞬态响应无电容

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0引言

自上世纪80年代低压差线性稳压器出现以来，低压差线性稳压器从最开始的双极型器件的改进开始，逐步向CMOS器件型发展。随着现代电子工业的迅猛发展，传统的LDO逐渐不能满足业界对芯片噪声、效率、瞬态特性等性能要求。因此，高性能LDO依然是电源管理电路研究的热点。

1基于低压差线性稳压技术的整体分析

基于前期资料收集，综合运用专利分析与产业研究的方法，从专利统计定量分析的角度出发，以专利申请数量为切入点，通过选取专利发展趋势、区域分布情况、重点申请人以及重点技术分支进行了深入分析与研究。

1.1全球专利申请量趋势

图1：全球专利申请总量随年份变化的趋势图

上图所示为1985年起低压差线性稳压技术全球专利申请总量随年份变化的趋势。由图可知，从1985年至1999年处于该项技术研发的萌芽期，从2000年开始到2008年，申请量开始迅速增加，总体呈现快速发展。根据分析发现，低压差线性稳压技术起步相对比较晚，这主要受制于半导体技术的发展。但是随着经济的发展，尤其是半导体技术、集成电路的快速发展，低压差线性稳压技术也越来越发达，并且随着近几年便携式智能终端技术的飞速发展，人们对低压差线性稳压技术的研究也越来越重视，对该技术的研发将保持持续的热度，该领域的专利申请量也将继续保持稳步增长的状态。

1.2中国专利申请量趋势

图2：中国专利申请总量随年份变化的趋势图

对中国专利申请的分析可知（如图2），最早的专利申请出现在2002年，说明该项技术在中国的起源比较晚，但是从2005年起，专利申请量逐步呈现出快速地增长的态势。说明我国在该项领域中同样非常重视，且具备较大的研发力度。

1.3专利申请产出国分布

图3：全球专利申请产出国分析

专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国，一般而言，一个国家拥有的原创技术越多，说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对VEN中检索到的专利文献产出国进行统计分析，排名靠前的国家依次为美国、中国、台湾、欧洲、日本和韩国，这在一定程度体现了低压差线性稳压技术的发展情况，美国该项技术的研究较早，相应专利的申请也较多，中国申请人对该项技术研究虽然起步较晚，但是近十几年来有大量的相关高校和企业对此进行研究。

1.4在华主要申请人分析

专利申请产出国一般是指一项技术的原创技术国，一般而言，一个国家拥有的原创技术越多，说明其在该技术领域的研发能力和技术实力越强。通过对VEN中检索到的专利文献产出国进行统计分析，排名靠前的国家依次为美国、中国、台湾、欧洲、日本和韩国，这在一定程度体现了低压差线性稳压技术的发展情况，美国该项技术的研究较早，相应专利的申请也较多，中国申请人对该项技术研究虽然起步较晚，但是近十几年来有大量的相关高校和企业对此进行研究。经过对在华申请的主要申请人的分析可以发现，虽然国内的电子科技大学在该领域有一定研究，在该领域申请专利还是以国外申请人居多，尤其是在2011年以前，低压差线性稳压技术相应的专利申请都是以国外申请人为主。

2重点技术分析

低压差线性稳压技术自发展以来，主要有两个大的方面的改变，简单的说，一个方面是初期涉及负载调整管的改进，另一个方面则是中后期对低压差线性稳压技术整体性能的改进。跳帧管改进经历了NPN达林顿管到晶体管再到MOSFET管的改进，其性能总结如表1所示：

表4.1：三种类型负载调整管的低压差线性稳压器的性能总结

在技术发展的中后期，主要为用MOSFET作为负载调整管的低压差线性稳压器，且具有输入输出压差极低，静态工作电流极小，以及电源效率很高等特点。同时中后期主要集中为对整个电路性能的改进。低噪声、高电源抑制比技术，瞬态响应技术以及无片外电容技术的三大主要热点研究的技术分支。对于低噪声、高电源抑制比技术，由于低压差线性稳压器的输入依赖于其输入电源，因而实现具有高电源抑制比和提高噪声抑制能力的低压差线性稳压器是一直以来的研究重点；对于瞬态响应技术的研究，则是在低功耗要求的今天，对用电设备快“唤醒”能力的一大重要指标；而无片外电容技术直接决定用电设备的体积大小，它是便携式用电设备发展的今天一项必不可或缺的研究热点。

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