具有快速負載瞬態(tài)響應LDO設計.pdf

1、隨著手機和電腦等現(xiàn)代電子的快速發(fā)展，對電源管理提出的要求也越高。而電源管理中很重要的一類電路—線性穩(wěn)壓器，它具有眾多的優(yōu)點，已被廣泛使用于各類電子設備中。按有無輸出大電容的方式來分類，LDO主要有輸出外掛大電容式結構和無片外大電容式結構共兩種。瞬態(tài)響應和環(huán)路穩(wěn)定一直都是 LDO設計時最優(yōu)先考慮的性能指標。對于有輸出大電容 LDO而言，其設計難點在于如何實現(xiàn)既要環(huán)路響應速度快又要保持低靜態(tài)電流，同時還要兼顧重載時環(huán)路穩(wěn)定性的問題；而無片外

2、大電容 LDO的設計難點是由于無輸出大電容濾波必然導致輸出電壓的尖峰很大，因此環(huán)路帶寬必須足夠大才能快速的抑制輸出尖峰，然而高帶寬的環(huán)路在輕載時可能會引起電路不正常工作。
　　本論文研究的主要內(nèi)容是在某項目電源模塊的基礎上，再結合傳統(tǒng) LDO電路結構，專門針對有無外掛輸出大電容以及對瞬態(tài)響應要求很高的應用場合加以改進和重新優(yōu)化，在消耗低靜態(tài)電流時盡量提高電路瞬態(tài)響應速度，最后設計出三款不同的LDO電路。在第三章，設計了具有外掛大電

3、容式的LDO電路，通過在高阻抗的誤差放大器輸出端和具有等效大電容的功率管柵極間插入偽推挽式輸出的超級源隨器來提高功率管柵極壓擺率。在外掛2.2μF的輸出電容下，當負載在500ns內(nèi)滿負載跳變時，仿真結果和測試結果表明最大輸出過沖依次為15mV和44mV。在第四章，設計了一種泄放電荷技術的無外掛大電容式 LDO，它采用有源倍增的密勒補償技術來穩(wěn)定環(huán)路。負載瞬態(tài)仿真結果表明采用此技術后，輸出電壓上沖由550mV減小到125mV，流片測試結果

4、表明輸出電壓最大上沖僅為330mV。在第五章，設計了一種可應用于SOC內(nèi)部供電的低壓LDO，輸入電壓范圍為1V~1.2V，輸出為0.8V，主要運用了動態(tài)偏置技術、跨導增強技術、快速通路和跨阻抗誤差放大器等。電路即使在輸出端外掛最大50pF來等效SOC內(nèi)部供電線寄生電容時，采用密勒電容補償技術也能保證環(huán)路穩(wěn)定工作。仿真結果表明當負載在100ns內(nèi)滿負載跳變時，輸出電壓的最大過沖僅為141mV，恢復時間最大為200ns，而此時電路僅消耗靜態(tài)