無片外電容的LDO線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、越來越多的功能被集成到芯片、印刷電路板和電子器件中，每個(gè)模塊都需要專門的穩(wěn)壓器供電。傳統(tǒng)低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）需要外接一個(gè)較大的微法量級的片外電容，依靠輸出端外接電容的串聯(lián)等效電阻（ESR）為系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)谝粋€(gè)次極點(diǎn)，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 本文提出了一個(gè)無片外電容的LDO線性穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)的解決方案。去掉了傳統(tǒng)的LDO所使用的較大的片外電容，減小了板上面積及成本，同時(shí)也減少了芯片引腳，提高了電源管理系統(tǒng)的集成度。仿真結(jié)果表明

2、，電路在0-100mA負(fù)載電流范圍內(nèi)的相位裕度均大于60度，增益裕度大于10dB，同時(shí)具有較好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，在1kHz的PSRR為57dB，100kHz的PSRR為50dB。整體面積為0.22m㎡，靜態(tài)電流為200μA。
　　 本設(shè)計(jì)首先根據(jù)系統(tǒng)要求提出設(shè)計(jì)指標(biāo)，然后在分析電路工作原理及性能參數(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)解決了穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)存在的問題，接著給出電路晶體管結(jié)構(gòu)，進(jìn)行詳細(xì)的仿真及優(yōu)化。最后完成版圖設(shè)計(jì)和物理驗(yàn)證，交付代工廠流

3、片并測試。
　　 本文的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于去掉片外電容之后，解決電路在全負(fù)載范圍內(nèi)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)問題。提出了一個(gè)快速通路作為補(bǔ)償電路，保證其瞬態(tài)響應(yīng)以及穩(wěn)定性。同時(shí)設(shè)計(jì)了過壓保護(hù)電路來防止輸出電壓過高對晶體管的影響。
　　 本芯片已在SMIC0.13μm流片成功并測試，能夠以IP在其他不同應(yīng)用中使用，可以根據(jù)不同的需求調(diào)整電路的驅(qū)動(dòng)能力，降低電路的功耗及而積，提高電路的效率。
　　 本文著眼于無片外電容LDO線性穩(wěn)