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《ldo線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西北大學(xué)碩士學(xué)位論文ADP3339兩種anyCAP系列的LDO，其脫落電壓為190mV／1AIs]。由此可見，國外電源IC設(shè)計(jì)公司在LDO線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)方面是非常具有實(shí)力的。在國內(nèi)，LDO線性穩(wěn)壓器的開發(fā)還處于起步階段，產(chǎn)品種類少，產(chǎn)量也小，而且大多數(shù)產(chǎn)品的性能差。目前國內(nèi)自主研發(fā)及生產(chǎn)LDO線性穩(wěn)壓器的企業(yè)大約有300家，形成規(guī)模也不過十幾家‘鍆。雖然很多企業(yè)的LDO產(chǎn)品已占據(jù)了國內(nèi)相當(dāng)?shù)氖袌觯⑶疫€有少量產(chǎn)品出口，但還是缺乏電路設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，所以還需要把大量的精力放在LDO線性穩(wěn)壓器的研究和開發(fā)上。1．
2、2．2LDO的發(fā)展趨勢(shì)(1)電源壽命和效率最大化；電子產(chǎn)品中電池供電時(shí)間，已經(jīng)成為消費(fèi)者最為關(guān)心的性能之一。提高電池的壽命和延長電子產(chǎn)品的使用時(shí)間，是電源IC設(shè)計(jì)的重要趨勢(shì)。預(yù)計(jì)在未來幾年里，LDo線性穩(wěn)壓器的發(fā)展也將主要圍繞這種趨勢(shì)展開。(2)體積和成本最小化；在性能相同的前提下，體積更小、成本更低的產(chǎn)品必然更具競爭力。為了減小體積，封裝也是LDO線性穩(wěn)壓器要解決的難題之一。而縮減成本、提高利潤一直是各個(gè)廠商的最終追求目標(biāo)。換言之，LDO線性穩(wěn)壓器面臨的關(guān)鍵任務(wù)之一就是如何使產(chǎn)品的性價(jià)比最大化。(3)電壓提
3、供多樣化：現(xiàn)在的便攜產(chǎn)品通常都會(huì)集成諸如視頻、音頻、照相、錄像等多種功能。不同功能的實(shí)現(xiàn)都需要不同的供電電壓，而且要求供電電壓穩(wěn)定、干凈、可靠、高效。這就要求LDO具有臺(tái)皂夠提供多種輸出電壓的功能，并能有效地管理多種電壓，并且使之互不干擾。(4)設(shè)計(jì)周期最短化；市場競爭的日趨激烈和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代使得企業(yè)不得不在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)品推向市場以搶占先機(jī)。為此，LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)周期也從過去的12—18個(gè)月變?yōu)?個(gè)月甚至更短。這使電源Ic設(shè)計(jì)人員將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。3第一章緒論(5)數(shù)字電源和模擬電源的相互
4、結(jié)合。過去業(yè)晃很多人認(rèn)為，數(shù)字技術(shù)很快將爭奪電源IC的主導(dǎo)權(quán)。但從用戶的角度來說，只有當(dāng)數(shù)字電源的成本等于或低于模擬電源時(shí)，用戶才會(huì)考慮使用。如今的實(shí)際情況是，這兩年中技術(shù)看起來正齊頭并進(jìn)，互為補(bǔ)充。相信在未來幾年，兩種技術(shù)相互結(jié)合，共同推動(dòng)電源技術(shù)的發(fā)展。LDO線性穩(wěn)壓器也在這種驅(qū)使下出現(xiàn)了數(shù)字LDO技術(shù)。這種技術(shù)是采用ADC和DSP取代誤差放大器而實(shí)現(xiàn)，從根本上講，它是數(shù)字單元與模擬LDO相結(jié)合的結(jié)果【1】【91。1．3論文的內(nèi)容及安排本文內(nèi)容是設(shè)計(jì)一款CMOSLDO線性穩(wěn)壓器。根據(jù)表l給出的具體指標(biāo)，改
5、進(jìn)傳統(tǒng)LDO線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)，采用雙電源模式供電，實(shí)現(xiàn)2A的拉電流和灌電流的功能。此外，為防止過熱、過流，還設(shè)計(jì)了過熱保護(hù)電路和限流保護(hù)電路，使LD0線性穩(wěn)壓器能夠安全、可靠的工作。本文采用無錫上華0．5umCMOS混合工藝，在Cadence環(huán)境下采用Spectra進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，然后采用Virtuoso完成整體芯片的版圖。論文分為五章：第一章緒論，包括課題的背景及意義、LD0的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并給出LDO線性穩(wěn)壓器的具體設(shè)計(jì)指標(biāo)。第二章LD0線性穩(wěn)壓器理論概述，包括LD0線性穩(wěn)壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性
6、能指標(biāo)、穩(wěn)定性以及瞬態(tài)響應(yīng)；并在穩(wěn)定性中，分析了VCES補(bǔ)償和ESR補(bǔ)償，同時(shí)結(jié)合具體的電路結(jié)構(gòu)，選用ESR補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)LDO環(huán)路的穩(wěn)定。第三章LDO線性穩(wěn)壓器的各個(gè)子模塊的設(shè)計(jì)，較詳細(xì)分析每個(gè)模塊的工作原理，給出了具體實(shí)現(xiàn)的晶體管級(jí)電路，并提出了電路設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵點(diǎn)，為仿真、調(diào)試提供有效的方法。第四章LDO線性穩(wěn)壓器的子模塊仿真和系統(tǒng)仿真，較詳細(xì)分析仿真結(jié)果，與具體設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)比，驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的合理性。第五章LDO線性穩(wěn)壓器的版圖設(shè)計(jì)包括版圖設(shè)計(jì)流程、MOS管失配特性分析、4西北大學(xué)碩士學(xué)位論文MOS管的版圖匹配
7、原則以及給出該穩(wěn)壓器的整體版圖。表1LI)O線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試條件典型值要求LDO線性穩(wěn)壓器：V曠1．8V；V西m=5V；負(fù)載為180歐；溫度為25"C電源的輸出電流負(fù)載電流為零≤2．5mA電源抑制比PSRR輸入到輸出PSRR啦60dB電源到輸出PSRRvcyn．≥60dB輸出失調(diào)電壓負(fù)載電流為零≤20mV最大輸出電流拉電流2A灌電流-2A輸出電壓變化負(fù)載電流為2A≤20mV邑?負(fù)載電流為．2A紋波電壓從輕載到重載≤80mV”保護(hù)電路限流保護(hù)輸出對(duì)地短路2．8A輸出對(duì)輸入短路2．6A過熱保護(hù)關(guān)斷溫度
8、170℃i溫度遲滯量’40℃帶隙基準(zhǔn)電壓源Vvaw．輸出參考電壓1，25V溫度系數(shù)≤10ppm／'C電源抑制比≥60dB電壓調(diào)整率≤0．5mV／V5第二章LDO線性穩(wěn)壓器理論概述LDO線性穩(wěn)壓器是一種步降式DC．DC變換器【41。它是利用工作在飽和區(qū)的功率管(通常被稱為傳輸器件)串聯(lián)在輸入輸出節(jié)點(diǎn)之間，并通過輸入電壓減去多余電壓差，產(chǎn)生穩(wěn)定輸出電壓的一種直流電壓源。2．1LDO的基本結(jié)構(gòu)LDO線性穩(wěn)
