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《一種低功耗高穩(wěn)定性ldo線性穩(wěn)壓器的設(shè)計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、····一種低功耗高穩(wěn)定性LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計摘要一種低功耗高穩(wěn)定性LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計摘要近年來,隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,手機、平板電腦(PAD)、數(shù)碼相機等便攜式消費類電子產(chǎn)品得到了很大的普及和發(fā)展。然而,無論哪種電子產(chǎn)品,都面臨著一個問題,即如何高效的實現(xiàn)電源管理來延長使用壽命和提升性能。因此這便對電源管理芯片提出了更高的要求,如何設(shè)計低功耗、低成本、高性能的電源管理芯片也成了行業(yè)研究熱點。LDO線性穩(wěn)壓器作為最常用的電源管理芯片與其他產(chǎn)品相比具有諸多優(yōu)點,比如靜態(tài)功耗低、噪聲小、成本低?;?/p>
2、于這些優(yōu)點LDO線性穩(wěn)壓器廣泛應(yīng)用于各類消費類電子產(chǎn)品以及工業(yè)領(lǐng)域中。本文設(shè)計了一款應(yīng)用于微控制器(MCU)電源管理單元的LDO線性穩(wěn)壓器,滿足其低功耗的應(yīng)用。該LDO主要包括基準電路模塊、誤差放大器、功率管、以及反饋回路,并添加了過流保護模塊作為輔助電路能夠其在負載電流過大時保護芯片。整個設(shè)計為滿足低功耗要求對電路模塊進行了優(yōu)化,并通過對LDO頻率補償方法的分析和研究使整個回路保證高穩(wěn)定性工作。最后完成版圖的設(shè)計。本文的設(shè)計基于GSMC的0.13μmLP工藝,能在寬的電壓范圍內(nèi)(2.7V~5.5V)正常
3、工作,穩(wěn)定輸出1.5V給其他模擬數(shù)字模塊供電,提供的最大負載電流為200mA。通過CadenceSpectre軟件仿真得到在正常工作下整個模塊(包括基準電路)的靜態(tài)功耗低于15μA,在整個負載范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作,相位裕度大于60°。輸出電壓1.5V,溫度系數(shù)20ppm/℃,并通過微調(diào)信號消除失調(diào)電壓影響,提高精度。在0.1μF的片外電容下從空載到滿載瞬態(tài)變化時輸出變化小于100mV。并通過進行PVT驗證了各重要指標。前后仿的結(jié)果表明,電路性能符合設(shè)計指標。對流片后的芯片初步測試結(jié)果表明,LDO整體的性能良
4、好。關(guān)鍵詞:LDO,低功耗,高穩(wěn)定性,頻率補償作者:金巖指導老師:李富華I···AbstractDesignofaLow-PowerHigh-StabilityLDOLinearRegulatorDesignofaLow-PowerHigh-StabilityLDOLinearRegulatorAbstractIntherecentyears,withtherapiddevelopmentoftheintegratedcircuitindustry,mobilephone,PAD,digitalcamer
5、asandotherportableconsumerelectronicproductsbecomemuchmorepopularanddeveloped.However,everykindsoftheelectronicproductshastofaceaproblemthathowtomanagethepowersourceefficientlytoextendtheservicelifeandimprovetheperformance.Thisquestionhasputforwardhigherr
6、equirementstothepowermanagementchipandhowtodesignalowpower,lowcostandhighperformancePMUchiphasbecomeahotspotoftheindustry.LDOlinearregulatorisacommonlyusedPMUchipwhichhasmanyadvantagescomparingwithothers.Suchaslowquiescentpowerconsumption,lownoiseandlowco
7、st.Basedontheseadvantages,LDOiswidelyusedinvarioustypesofconsumerelectronicsandindustrialfields.ThepaperdesignedaLDOwhichisappliedtothePMUintheMCUtomeetthelowpowerapplication.TheLDOincludesBandgap,Erroramplifier,PowertransistorandtheFeedbacknetwork.Theove
8、r-currentprotectionmoduleisalsoaddedastheauxiliarycircuittoprotectthechipwhentheloadcurrentistoolarge.Thewholedesignhasbeenoptimizedtomeetthelowpowerrequirement.ByanalyzingandresearchingontheLDOfrequencycompensation