【摘要】：隨著便攜式電子設(shè)備的不斷普及和功能越來越智能化,市場對于電源管理芯片的需求量以及性能都在不斷上漲,其中LDO線性穩(wěn)壓器以其結(jié)構(gòu)簡單、低噪聲、較小PCB面積等突出優(yōu)點受到片上系統(tǒng)(SoC)的青睞。但隨著SoC的發(fā)展,電源噪聲影響和數(shù)�；旌想娐分g的相互串擾非常嚴重,此外又由于負載門數(shù)的提高,LDO輸出端負載電容值會高達nF量級,負載門數(shù)的提高又意味著需要更多的負載電流,所以具有高PSRR以及大負載特性的無電容型LDO成為當今線性穩(wěn)壓器的研究趨勢。本文通過研究無電容型線性穩(wěn)壓器的架構(gòu)和設(shè)計思想并結(jié)合當今LDO的研究熱難點設(shè)計了一款高PSRR無電容型LDO線性穩(wěn)壓器。該LDO基于反嵌套共源共柵密勒補償產(chǎn)生一個主極點、一個次主極點、兩對高頻零極點對和一個右半平面零點,通過合理設(shè)置電路參數(shù)使單位增益帶寬內(nèi)只存在一個主極點而成為單極點系統(tǒng),從而保證LDO環(huán)路在負載電容為0到1μF的范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定。為了得到最好的PSRR直流特性,該LDO第一級采用NMOS輸入對管的共源共柵差分運放,第二級采用PMOS輸入管的共源放大器。同時為了提高LDO的壓擺率和負載瞬態(tài)跳變時的穩(wěn)定性采用由兩級共源放大器組成的可變增益緩沖器。針對該LDO在無片外電容時的瞬態(tài)響應(yīng)特性,本文提出一種自動檢測輸出電壓的瞬態(tài)增強電路來快速感應(yīng)LDO負載電流的變化,極大減小了過沖電壓和恢復(fù)時間。同時為了減少帶隙基準電壓的漂移和提高LDO電路的精度設(shè)計了一種具有負反饋預(yù)穩(wěn)壓功能的高PSRR帶隙基準電路�；赥SMC 0.25μm BCD工藝并經(jīng)Cadence Spectre仿真器仿真,仿真結(jié)果顯示其漏失電壓為150mV,在1mA到200mA的負載電流范圍內(nèi),該LDO在輸出電容為0到1μF的范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定;負載電流為200mA時,環(huán)路的最大相位裕度為86°以及最小相位裕度高達75°,低頻段PSRR可達到-80dB、而100kHz的PSRR也有-40dB。最后除去帶隙基準電路,負載電流為1mA時的靜態(tài)電流為114μA。
【圖文】：

第四章 高 PSRR 無電容型 LDO 的設(shè)計5V 時輸出電壓的變化量僅有 146.4μV，說明該帶隙基準電壓對電源電壓的變化異常不敏感而且非常精確，那么 LDO 最終的線性調(diào)整率將會非常好。

35圖 4.7 帶隙基準線性調(diào)整率仿真曲線(2)溫度漂移仿真雖然在前面對帶隙基準的理論分析時認定帶隙基準時零溫度系數(shù)電壓，但是實際上帶隙基準電壓并不是零溫度系數(shù)。圖 4.8 是電源為 3.3V，然后分別在 tt、ss、ff 工藝以及溫度范圍是 -40℃到 120℃條件下的仿真，從圖中可得當溫度從-40℃到 120℃變化時，工藝角為 tt、ss、ff 分別對應(yīng)的輸出電壓變化為 1.502mV、6.134mV、1.138mV，，溫度系數(shù)分別是 7.57ppm/℃、30.9ppm/℃、5.73ppm/℃。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM44

【參考文獻】

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本文編號：2692656