無片外電容低壓差線性穩(wěn)壓器的設計.pdf

1、將各種功能模塊一體化的片上系統(tǒng)(SOC)的發(fā)展趨勢使得低成本、高性能的電源管理解決方案備受關注。低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器以其結構簡單,低噪聲,低功耗以及較少的外圍應用器件等優(yōu)點被廣泛運用于片上電源管理系統(tǒng)。然而,一個片上電源管理系統(tǒng)可能包含多個線性穩(wěn)壓器,帶有片外電容的傳統(tǒng)LDO線性穩(wěn)壓器并不適用于片上電源管理系統(tǒng),這讓全集成的無片外電容LDO(cap-free LDO)線性穩(wěn)壓器更受電源管理系統(tǒng)的青睞。由于不需要片外電容,那么就不需

2、要單獨的PAD去連接它,從而消除了由引線的寄生電阻和電感,而且PCB的尺寸能夠做的更小,因此cap-free LDO的成為了研究熱點。
　　本文設計了一款帶擺率增強電路的cap-free LDO。該LDO系統(tǒng)采用并行控制環(huán)路來分別控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和瞬態(tài)誤差。由誤差放大器組成的那條環(huán)路控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,由擺率增強電路構成的那條環(huán)路改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應。在負載電流跳變的時候,擺率增強電路提供或吸收功率管柵極電容(Cpass)的電流瞬

3、間提升,提高了柵極的壓擺率從而抑制了輸出電壓的過沖和俯沖,改善了LDO的負載瞬態(tài)響應。
　　基于0.35μm CMOS工藝設計了一款cap-free LDO。測試結果顯示:該LDO輸出電壓為1.78V,壓差91mV,最大輸出電流50mA;負載電流(IL)在0.6μs內(nèi)瞬變50mA時,俯沖電壓和過沖電壓分別為130mV和60mV,重回穩(wěn)態(tài)的時間均小于3μs;線性調(diào)整率和負載調(diào)整率分別為7.6mV/V和0.19mV/mA;靜態(tài)電流為3