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《一個快速瞬態(tài)響應無片外電容LDO設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、工程碩士學位論文一個快速瞬態(tài)響應無片外電容LDO設計作者姓名王超工程領域集成電路工程校內(nèi)指導教師姚若河教授校外指導教師鄺國華研究員所在學院電子與信息學院論文提交日期2018年4月ADesignofFastTransientResponseCapacitor-lessLowDropoutRegulatorADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangChaoSupervisor：Prof.YaoRuoheResearchFellow：KuangGuohuaSouthChinaU
2、niversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TN4學校代號：10561學號：201621010298華南理工大學碩士學位論文一種快速瞬態(tài)響應無片外電容LDO設計作者姓名：王超指導教師姓名、職稱：姚若河教授；鄺國華研究員申請學位級別：工程碩士工程領域名稱：集成電路工程論文形式：□產(chǎn)品研發(fā)□工程設計?應用研究□工程/項目管理□調(diào)研報告研究方向：集成電路設計論文提交日期：2018年4月12日論文答辯日期：2018年6月1日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：劉玉榮委員：姚若河耿魁
3、偉鄧暢光林曉玲摘要隨著各類電子行業(yè)快速發(fā)展，電源管理芯片得到巨大的應用需求，低壓差線性穩(wěn)壓器（LowDropoutRegulator,LDO）因結構簡單、精度高、響應快速等優(yōu)點，成為了應用較為廣泛的一類。傳統(tǒng)LDO在芯片外接一個大電容來提升穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應能力，而伴隨SoC系統(tǒng)芯片的發(fā)展，單個芯片中多個LDO同時供給電源，需要去掉傳統(tǒng)LDO的外接電容來減小芯片面積和PCB板面積，提高集成度。因此，無片外電容LDO成為了研究的熱點。本文對LDO的穩(wěn)定性進行了分析，傳統(tǒng)LDO去掉接于輸出端的片外電容，系統(tǒng)環(huán)路的零極點位置會發(fā)生改變，不能夠保證負
4、載變化時在相應狀態(tài)下的穩(wěn)定。針對穩(wěn)定性問題，通過在傳統(tǒng)結構的誤差放大器和功率管之間添加輸出阻抗非常低的緩沖器，將功率管柵極極點的位置控制在高頻范圍，忽略該極點對環(huán)路穩(wěn)定性的影響，并采用補償電容進行頻率補償，保證了足夠的相位裕度，實現(xiàn)了LDO在負載工作范圍內(nèi)所有狀態(tài)下的穩(wěn)定。此外，傳統(tǒng)LDO去掉外接電容，輸出端的負載電容較小，在負載瞬態(tài)變化時，負載電容上的電荷充放電提供的電流不能夠進行足夠的補償，輸出電壓的過沖和下沖較大，瞬態(tài)性能較差。針對瞬態(tài)響應問題，本文提出了一種瞬態(tài)提升電路。負載的瞬態(tài)變化導致LDO輸出的瞬態(tài)改變，經(jīng)過反饋會引起誤差放大
5、器輸出端電壓的改變，電路通過檢測誤差放大器輸出端電壓的改變，增加對功率管柵極電容的充放電電流，使功率管的狀態(tài)能夠迅速匹配負載，功率管的輸出電流對負載進行補償，系統(tǒng)輸出能夠快速穩(wěn)定，提升了LDO瞬態(tài)響應的能力。本文電路基于TSMC0.18μm標準CMOS工藝設計實現(xiàn)，穩(wěn)定性仿真顯示在寬負載范圍內(nèi)環(huán)路相位裕度大于60°；輸入電壓范圍為2V~3.6V，輸出電壓為1.8V，實際最小壓差為120mV；負載于1μs內(nèi)在0和100mA之間變化時，輸出過沖和下沖小于41mV。針對主體電路本文進行了版圖設計，并對主要性能作后仿，仿真結果顯示負載于1μs內(nèi)在0
6、和100mA之間變化時，輸出過沖和下沖小于56mV。關鍵詞：無片外電容LDO；低壓差線性穩(wěn)壓器；瞬態(tài)提升電路；快速瞬態(tài)響應本文研究工作得到廣東省科技計劃項目（2015B090909001）的資助。IAbstractWiththerapiddevelopmentofvarioustypesofelectronicindustries,therehavebeengreatapplicationrequirementsforpowermanagementchips.Lowdropoutregulators(LDOs)havebecomewidel
7、yusedbecauseoftheiradvantagessuchassimplestructure,highprecision,andfastresponse.ForaconventionalLDO,alargecapacitorisaddedtotheoutsideofthechiptoenhanceitsstabilityandtransientresponsecapability.WiththedevelopmentofSoCsystemchips,multipleLDOsareusedtosupplyvoltagesatthesa
8、metimeinonechip,itisnecessarytoremovetheexternalcapacitorsofconventionalLDOstoreducechipa
