瞬態(tài)增強(qiáng)型無片外電容LDO的設(shè)計.pdf

1、低壓差穩(wěn)壓器（Low drop-out voltage regulator，LDO）是電源管理系統(tǒng)中的一塊重要基石。近年來，可片上集成的無輸出外接電容LDO（cap-less LDO）備受矚目。此種LDO的優(yōu)點非常明顯：沒有片外電容，則芯片不需要額外去制作用于連接的管腳，也由此實現(xiàn)更小的芯片及PCB面積，節(jié)省成本。但是，相對于傳統(tǒng)LDO的性能，無輸出外接電容LDO在穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)特性上均出現(xiàn)較嚴(yán)重的惡化。當(dāng)LDO瞬態(tài)響應(yīng)較差時，其輸出

2、電壓會出現(xiàn)過沖和俯沖，并且長時間不能恢復(fù)穩(wěn)定。這可能會使被供電電路的性能變差甚至失效，因此在cap-less LDO設(shè)計中應(yīng)對此性能進(jìn)行額外關(guān)注。
　　本文全面系統(tǒng)的論述了瞬態(tài)增強(qiáng)的無輸出外接電容LDO的設(shè)計思路，并提出一種具有快速暫態(tài)響應(yīng)與極小片上補償電容的無輸出外接電容LDO的電路設(shè)計。文中，LDO系統(tǒng)使用一種基于自適應(yīng)偏壓的擺率增強(qiáng)(SRE)技術(shù)來大幅度優(yōu)化負(fù)載暫態(tài)響應(yīng)。在負(fù)載電流發(fā)生階躍變化的時候，SRE電路能夠使調(diào)整管柵

3、極的電流快速提升，解決柵極SR受限問題，由此加速LDO的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。為了節(jié)省芯片面積與成本耗費，SRE架構(gòu)未使用任何無源器件，且LDO用于補償?shù)钠想娙莸闹岛苄?，僅為0.4pF。
　　另外，本文還對所提出的LDO使用0.35μm CMOS工藝進(jìn)行仿真并設(shè)計其版圖。其電源電壓的工作范圍為2～3.3V，能夠提供最大100mA的輸出電流及1.8V輸出電壓，且片上補償電容僅為0.4pF即可保持穩(wěn)定。在輸入電壓2V，輸出電壓1.8V，壓差