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文檔簡介
1、隨著智能手機和平板電腦等便攜式電子設(shè)備的迅猛發(fā)展,電源管理單元變得無處不在。穩(wěn)壓器是電源管理單元的核心模塊,按照工作模式可以將穩(wěn)壓器分為開關(guān)型穩(wěn)壓器和低壓差線性穩(wěn)壓器(low dropout regulator,LDO)。相比于開關(guān)型穩(wěn)壓器,LDO具有低成本、低功耗、低噪聲、電源紋波抑制能力強、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢,因此在電源管理中擁有不可替代的地位。根據(jù)不同應(yīng)用環(huán)境設(shè)計不同性能的LDO已經(jīng)成為電源管理中的重要研究方向。
本論
2、文設(shè)計了一種片上集成、高電源紋波抑制、快速瞬態(tài)響應(yīng)的 LDO。首先分析了LDO的系統(tǒng)組成和性能指標。隨后,提出了一種高電源紋波抑制、低失調(diào)影響的帶隙基準電路,其創(chuàng)新點在于:1)利用超級源隨器產(chǎn)生局部電源給基準的核心模塊供電,從而顯著提高電源抑制能力;2)基準的核心模塊不采用運放鉗位,而是利用自偏置進行鉗位,從而有效減小失調(diào)。接著介紹了LDO的主體電路,其中,誤差放大器采用折疊共源共柵結(jié)構(gòu),buffer采用超級源隨器結(jié)構(gòu),反饋網(wǎng)絡(luò)為電阻分
3、壓結(jié)構(gòu),功率管為PMOS。詳細分析了LDO的環(huán)路穩(wěn)定性、電源紋波抑制以及輸出噪聲。通過將pass管柵極的極點和輸出電容的ESR引入的零點都推至高頻,并采用current buffer補償使得在環(huán)路的單位增益頻率內(nèi)只有一個極點,從而確保環(huán)路在所有條件下都能穩(wěn)定。其關(guān)鍵點在于:1)采用超級源隨器作為 buffer并結(jié)合動態(tài)偏置技術(shù),使得 buffer的輸出電阻隨著負載電流而變化,從而使 pass管柵極處的極點始終遠高于 LDO環(huán)路的單位增益
4、頻率;2)采用電容耦合技術(shù)提供了一條從LDO輸出到buffer輸入的快通路,從而解決了在瞬態(tài)響應(yīng)時EA帶寬有限的問題。
本設(shè)計在0.18μm工藝下流片,核心版圖面積為560μm×300μm,輸出電容采用ESR低于50 mΩ的多層陶瓷電容,電容值2μF,測試表明,在2 V~3.3 V的工作電壓范圍內(nèi)可以穩(wěn)定地輸出1.8 V;最大負載電流100 mA;最小壓差200 mV;在2.1 V的電源電壓下,負載調(diào)整率為18.3 ppm/m
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