高瞬態(tài)響應(yīng)高電源抑制比LDO.pdf

1、近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，基于片上系統(tǒng)的便攜式電子設(shè)備迅速普及。與此同時(shí)，集成電路工藝尺寸不斷縮小，片上系統(tǒng)集成的功能模塊不斷增加，處理器主頻越來越快。電源管理作為片上系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊成為模擬集成電路研究的熱點(diǎn)。直流穩(wěn)壓器是電源管理模塊的核心，主要分為低壓差線性穩(wěn)壓器、開關(guān)電源和電荷泵三種結(jié)構(gòu)。其中，低壓差線性穩(wěn)壓器以高電源抑制比、低噪聲、低成本等優(yōu)勢(shì)成為了研究熱點(diǎn)。
　　為了提高模數(shù)混合型片上系統(tǒng)中射頻接收機(jī)的可靠性和靈敏度，本

2、文基于Nuvoton0.35μm5V標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝，設(shè)計(jì)了一種具有高快速響應(yīng)速度、高電源抑制比的無片外電容型低壓差線性穩(wěn)壓器。首先，設(shè)計(jì)了過沖電壓改善電路使系統(tǒng)在過沖狀態(tài)下開啟一條快速響應(yīng)的放電通路為輸出節(jié)點(diǎn)放電；設(shè)計(jì)了欠沖電壓改善電路使系統(tǒng)在欠沖狀態(tài)下開啟一條快速響應(yīng)的放電通路為功率管柵極節(jié)點(diǎn)放電以提高壓擺率電流。然后，綜合MOS管的亞域值區(qū)、線性區(qū)、飽和區(qū)工作特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款帶預(yù)抑制電路的CMOS電壓基準(zhǔn)源，獲得了低紋波分量的基準(zhǔn)

3、電壓，從而極大提高了低壓差線性穩(wěn)壓器的低頻電源抑制比。最后，通過采樣功率管電流生成一個(gè)受控電阻，受控電阻與電容串聯(lián)構(gòu)成密勒補(bǔ)償產(chǎn)生一個(gè)隨負(fù)載變化的零點(diǎn)，在負(fù)載變化條件下此零點(diǎn)與輸出極點(diǎn)有相同的變化趨勢(shì)從而實(shí)現(xiàn)了零點(diǎn)極點(diǎn)追蹤補(bǔ)償。欠沖電壓改善電路可提供一個(gè)固定零點(diǎn)，用來補(bǔ)償功率管柵極極點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)固定零點(diǎn)補(bǔ)償。通過環(huán)路補(bǔ)償不僅使系統(tǒng)在全負(fù)載范圍內(nèi)獲得了很好的環(huán)路穩(wěn)定性，而且提高了單位增益帶寬，進(jìn)一步提高了環(huán)路的響應(yīng)速度。
　　采用Ca

4、dence軟件完成了原理圖設(shè)計(jì)和前仿真。LDO的額定輸出電壓為3.3V；當(dāng)電源電壓大于3.51V，LDO進(jìn)入正常工作狀態(tài)；最大帶載能力為100mA；當(dāng)負(fù)載在1mA~100mA范圍內(nèi)發(fā)生跳變，跳變時(shí)間為1μs，輸出節(jié)點(diǎn)所產(chǎn)生的過沖電壓為40mV，欠沖電壓為97.66mV；采用鋰電池最大輸出電壓（4.2V）供電時(shí)，滿載對(duì)應(yīng)低頻電源抑制比為-69dB，空載對(duì)應(yīng)低頻電源抑制比為-73dB。全負(fù)載范圍內(nèi)相位裕度大于60o。然后，完成了版圖設(shè)計(jì)和后