電容式微加速度計低壓差穩(wěn)壓器ASIC設計.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN453學校代碼：10213國際圖書分類號：621.38密級：公開碩士學位論文電容式微加速度計低壓差穩(wěn)壓器ASIC設計碩士研究生：許娜導師：劉曉為教授申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：微電子學與固體電子學所在單位：微電子科學與技術系答辯日期：2010年7月1日授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文I摘要本文在分析了低壓差穩(wěn)壓器LDO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標以及微加速度計對LDO系統(tǒng)應用要求的基礎上

2、，設計、仿真和優(yōu)化了LDO系統(tǒng)的核心模塊以及LDO整體電路。核心模塊主要包括誤差放大器、基準電壓源和PMOS調(diào)整管，LDO整體電路主要分析仿真了噪聲特性、瞬態(tài)特性、抑制電壓噪聲能力以及穩(wěn)定性等相關性能。降低誤差放大器的噪聲是降低LDO系統(tǒng)噪聲的主要途徑，采用斬波技術可以有效降低誤差放大器的低頻噪聲從而達到優(yōu)化LDO系統(tǒng)噪聲的目的。采用高階曲率補償技術可以降低帶隙基準電壓源的溫度系數(shù)從而較大程度上提高了其性能，通過對帶隙基準電壓源的核心電

3、路和運放的電源電壓進行預穩(wěn)定進一步提高了其抑制電源噪聲的能力?？紤]到輸入輸出壓降、靜態(tài)功耗及工藝條件，LDO系統(tǒng)中的調(diào)整管采用PMOS管子，其管子尺寸要在壓降、輸出負載電流和系統(tǒng)穩(wěn)定性之間折中。在不增加電路功耗并保證系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，采用電流反饋運放作為第二級可以最小化誤差放大器轉(zhuǎn)換速率對LDO系統(tǒng)的瞬態(tài)響應的影響從而提高系統(tǒng)的瞬態(tài)響應速度。在設計上，增加一級使得調(diào)整管柵端電壓跟隨供電電源的變化能夠提高LDO系統(tǒng)的電源抑制比。最后，將設

4、計好的核心模塊即誤差放大器、帶隙基準電壓源以及PMOS調(diào)整管和其他模塊整合在一起用HSPICE對LDO系統(tǒng)進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，LDO系統(tǒng)能夠在負載電流0~30mA變化范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，環(huán)路增益74~108dB，相位裕度60以上，系統(tǒng)的輸入?yún)⒖荚肼?2nVHz12，線性調(diào)整率1.133mVV，負載調(diào)整率1.17mVmA，電源抑制PSR在10kHz頻率處為58dB，相關性能能夠滿足微加速度計系統(tǒng)應用要求。關鍵字：微加速度計；低壓差穩(wěn)