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《低噪聲快啟動(dòng)高穩(wěn)定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(kù)。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要便攜式電子產(chǎn)品的普及和飛速發(fā)展使得新一代低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）以其超低噪聲、高PSRR、微功耗和極低的成本成為極具競(jìng)爭(zhēng)力的電源方案之一。本課題基于CMOS工藝，設(shè)計(jì)了一款低壓差、低噪聲、快速啟動(dòng)、高穩(wěn)定性的LDO線性穩(wěn)壓器芯片。本芯片設(shè)計(jì)中采用了具有低壓差特性的PMOS管作為調(diào)整元件，提高了芯片的整體效率；為了滿足低噪聲的需求，設(shè)計(jì)了旁路濾噪電路，通過外部接入降噪電容進(jìn)行降噪和提高PSRR；為了抵消降噪電容帶來的啟動(dòng)緩慢問題，增加了快速啟動(dòng)電路，大大減小了芯片啟動(dòng)時(shí)間；在設(shè)計(jì)誤差放大器電路時(shí)，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：采用嵌套密勒補(bǔ)償技術(shù)提高P
2、SRR，將差分輸入管的偏置與穩(wěn)壓器的輸出相接使輸出電壓性能更優(yōu)良，利用內(nèi)部動(dòng)態(tài)零點(diǎn)補(bǔ)償電路實(shí)現(xiàn)了全負(fù)載范圍內(nèi)的穩(wěn)定且改善了負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，極大地降低了應(yīng)用成本；在過溫保護(hù)電路設(shè)計(jì)中利用了帶隙基準(zhǔn)模塊中的三極管電壓，減小了靜態(tài)電流；在過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)時(shí)，除了恒定電流限制電路，還特別設(shè)計(jì)了折回式電流限制電路，大大降低了芯片的過流關(guān)斷功耗，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性；最后設(shè)計(jì)了輸出電壓檢測(cè)電路，在輸出異常時(shí)報(bào)警，使芯片功能更完善。最后進(jìn)行了完整的版圖設(shè)計(jì)驗(yàn)證后仿真，并流片測(cè)試。整個(gè)芯片設(shè)計(jì)基于線性穩(wěn)壓器的基本原理和CSMC0.5μmCMOS工藝，利用ECS、Hspice等EDA工具進(jìn)
3、行了各模塊和整體電路的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證，利用Cadence的Virtuoso工具進(jìn)行了整個(gè)版圖的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，最后進(jìn)行了流片測(cè)試。仿真結(jié)果表明，負(fù)載電流為300mA時(shí)壓差電壓最大為114mV，典型情況下輸出噪聲都小于2μVrms，啟動(dòng)時(shí)間為100μs，其它性能均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。關(guān)鍵詞：LDO線性穩(wěn)壓器低壓差低噪聲快速啟動(dòng)動(dòng)態(tài)零點(diǎn)補(bǔ)償I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThepopularizationandrapidgrowthofportableelectronicproductsresultsinthenewgenerationoflowdropout(LDO)li
4、nearregulatoracompetitivekindofpowermanagement,foritsultralownoise,highPSRR,micropowerlossandthelowestcost.ThispaperisbasedonCMOStechnologytodesignachipofLDOlineregulator,whichhasthecharacteristicsoflowdropoutvoltage,lownoise,fastturn-onandhighstability.Inthischip,inordertoimproveeffici
5、ency,thePMOStransistorisadoptedasthepasstransistortoachievelowdropoutvoltage.Thebypasscircuitisdesignedtoreducetheoutputvoltagenoiseandimprovepowersupplyrejectionbyconnectingtoabypasscapacitor.Furthermore,afastturn-oncircuitisdesignedtoreducethestart-uptimeofthechip.Whendesigningthecirc
6、uitoftheerroramplifier,threekeytechnologieswerementioned.Oneisnestedmillercompensation.Oneistakingtheoutputvoltageofthechipasthepowersupplyofthecircuit.Theotherisusinganzeromobilecompensationcircuittoensurethestabilityinthewholeloadrange,improvethetransientresponseandgreatlyreducethecos
7、tofapplication.Besidesusualprotectcircuitssuchasthermalshutdownandconstantcurrentlimitcircuits,currentfold-backcircuitisdesignedtopreventdevicefailureunderthe“Worst”conditionsandensurethereliabilityofthechip.A“powergood”detectorisdesignedtotelliftheoutputofthechipisinregulation
