导　　师： 李思臻

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 低压差(LDO)线性稳压器是电源管理IC中的功能模块,易于实现且噪声水平低,广泛应用于许多便携式电子设备中,尤其是适应用于高性能电路和对噪声敏感的应用中。在当前的SOC片上系统中,集成了大量功能电路,包括逻辑控制单元,存储单元,模拟放大电路,电源管理模块等。这些功能电路对稳压源的性能要求越来越高,如高稳定性、低功耗和低噪声等。为了达到这样的高性能,传统低压差线性稳压器通常会采取负载端大电容补偿,但当前的片上SOC系统发展方向是芯片面积越来越小,但晶体管集成度越来越高,大电容需要占用基板或芯片大量面积去实现,这样就与集成度的提高产生了矛盾。当前有一些电路设计手段对这一矛盾提出了解决方案,输出无电容LDO是最好的解决方案之一,许多学者和工程人员发表了大量文献和电路实例,但还有一些问题没有解决,如具有低压差,低静态电流,小的瞬态下冲/过冲和高稳定性等。然而,这些性能很难同时实现,在当前面临这些的问题下,本文做了如下工作:本文设计一款基于55nm CMOS工艺低功耗高稳定性的无片外电容LDO,应用于片上SOC电路中,以满足高稳定性、低功耗和低噪声等要求。(1)通过采用自适应功率管技术,使得相应功率晶体管根据负载电流的条件在两极和三级级联拓扑之间进行切换;低负载电流时使用低宽长比的辅功率管,高负载电流时使用主功率管,节省功耗,提高电流利用效率。(2)通过使用动态偏置网络,使动态偏置网络晶体管与次级功率管成比例,随着次级功率管的电流增大而增加误差放大器的电流,以此增加带宽和改善负载瞬态响应性能。(3)通过过冲减少电路,使得LDO在负载瞬态情况下输出过冲电压减小。(4)通过使用共源共栅密勒补偿技术实现整个系统的稳定。仿真结果显示:这款LDO的输入电压范围为1.1V-1.4V,可实现稳定输出电压1V;在零负载电流的情况下,LDO消耗4.8μA电流。在输入电压1.4V,输出电压为1V,负载发生100mA/0.3μs跳变时,瞬态响应时间均小于3.7μs;负载瞬态响应过冲与下冲电压均小于146mV。此外,满载时负载调整率为3.09μV/m A,低频电源抑制比为-66.58dB。更多还原

关 键 词： [153634]低功耗 [7050905]高稳定性 动态偏置网络 共源共栅密勒补偿 无片外电容LDO

分 类 号： [TN402]

领　　域： []