高穩(wěn)定性無片外電容LDO設計與仿真.pdf

1、低壓差線性穩(wěn)壓器LDO具有電路簡單、功耗低、輸出噪聲小、電源抑制比(PSRR)高等優(yōu)點，成為電源管理芯片重要部分，廣泛應用于各種電子設備中。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。本文設計一款適合于SOC集成的片外電容LDO芯片，使其具有環(huán)路穩(wěn)定性好和負載瞬態(tài)響應速度快的特點，在集成電子等領域有著廣泛的應用前景。
　　 本文對傳統(tǒng)LDO和無片外電容LDO的穩(wěn)定性進行分析。針對芯片面積小的要求，采用一階R

2、C補償和極點分裂法滿足系統(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。仿真結果表明，相位裕度最差為64.5°，最好為83°，保證系統(tǒng)在整個工作范圍的穩(wěn)定性。系統(tǒng)對電源噪聲抑制能力較好，在低頻和1KHz時，系統(tǒng)電源抑制比最差分別為58.82dB和56dB。
　　 對電路加入前饋通路，提高系統(tǒng)的瞬態(tài)響應特性。在1μs內，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最大負載電流。在最差情況下，壓差僅為96mV。在電源電壓為3V時，靜態(tài)電流最大約57μA。為提高整體電路的可靠性，加入過溫保護電路。當溫度升高到140℃時，過溫保護電路啟動，具有20℃的典型遲滯范圍。
　　 整個系統(tǒng)采用0.6μm標準CMOS工藝設計，并利用Cadence軟件的Spectre仿真器進行仿真工作