高穩(wěn)定性無片外電容LDO設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、低壓差線性穩(wěn)壓器LDO具有電路簡(jiǎn)單、功耗低、輸出噪聲小、電源抑制比(PSRR)高等優(yōu)點(diǎn)，成為電源管理芯片重要部分，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。隨著SOC芯片的快速發(fā)展，無片外電容LDO成為新型穩(wěn)壓器研究熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)一款適合于SOC集成的片外電容LDO芯片，使其具有環(huán)路穩(wěn)定性好和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，在集成電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文對(duì)傳統(tǒng)LDO和無片外電容LDO的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。針對(duì)芯片面積小的要求，采用一階R

2、C補(bǔ)償和極點(diǎn)分裂法滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求;電阻采用工作在線性區(qū)的MOS管代替，降低芯片面積。仿真結(jié)果表明，相位裕度最差為64.5°，最好為83°，保證系統(tǒng)在整個(gè)工作范圍的穩(wěn)定性。系統(tǒng)對(duì)電源噪聲抑制能力較好，在低頻和1KHz時(shí)，系統(tǒng)電源抑制比最差分別為58.82dB和56dB。
　　 對(duì)電路加入前饋通路，提高系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)特性。在1μs內(nèi)，電壓由3V變?yōu)?V，向上輸出過沖最大為116mV，向下過沖最大310mV，負(fù)載電流從0變化到50

3、mA，向上、向下過沖均小于300mV。系統(tǒng)寬電壓輸入范圍:2.6V-5.5V，溫度范圍:-40℃-150℃，可提供50mA最大負(fù)載電流。在最差情況下，壓差僅為96mV。在電源電壓為3V時(shí)，靜態(tài)電流最大約57μA。為提高整體電路的可靠性，加入過溫保護(hù)電路。當(dāng)溫度升高到140℃時(shí)，過溫保護(hù)電路啟動(dòng)，具有20℃的典型遲滯范圍。
　　 整個(gè)系統(tǒng)采用0.6μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計(jì)，并利用Cadence軟件的Spectre仿真器進(jìn)行仿真工作