基于VHDL-AMS的LDO模型的設(shè)計與驗證.pdf

1、隨著集成電路的不斷發(fā)展，EDA已經(jīng)成為了一種必不可缺的設(shè)計方法。集成電路的復(fù)雜度和操作速度隨著電路的規(guī)?？焖僭鲩L，此時EDA（Electronic Design Automation）的出現(xiàn)為集成電路提供了一種友好的設(shè)計方法。大體上講，集成電路可以分為兩種類型：數(shù)字電路和模擬電路，因此集成電路的仿真也可分為數(shù)字電路的設(shè)計仿真和模擬電路的設(shè)計仿真，這兩者的設(shè)計方法和仿真方法略有不同。而在當(dāng)下的電路設(shè)計中，兩種電路的獨立仿真已經(jīng)不能滿足設(shè)計

2、要求，因此數(shù)字模擬混合信號的仿真應(yīng)運(yùn)而生，本文對目前的混合信號系統(tǒng)的建模方法和仿真技術(shù)的基本狀況進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)和說明，在此基礎(chǔ)上對模擬電路中的電源器件—低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO，Low Dropout Regulation）進(jìn)行建模。
　　首先介紹了混合信號系統(tǒng)的建模方法，根據(jù)抽象等級的不同，基本上可分為電路級，結(jié)構(gòu)級和行為級，并針對模擬電路和數(shù)字電路分別加以說明和解釋。引入了VHDL-AMS語言，進(jìn)一步說明了使用VHDL-AM

3、S建模的主要思想—基于守恒的思想和基于有向圖的思想。分別對本文中使用的仿真平臺Systemvision和該平臺對VHDL-AMS語言的支持情況進(jìn)行了介紹。
　　然后，在混合信號仿真平臺上，使用VHLD-AMS對LDO應(yīng)用建模方法進(jìn)行了建模。介紹了LDO的基本結(jié)構(gòu)，由調(diào)整管、誤差放大器、采樣電路和基準(zhǔn)電壓源四個部分組成，基于LDO的基本結(jié)構(gòu)，對LDO的工作過程和原理進(jìn)行了說明，分析了LDO的主要功能參數(shù)。
　　在研究了LDO的

4、基本結(jié)構(gòu)之后，利用混合建模方法對LDO進(jìn)行建模。根據(jù)LDO的基本結(jié)構(gòu)，使用結(jié)構(gòu)建模思想對LDO結(jié)構(gòu)中各組成部分進(jìn)行連接；并對運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)源的輸入輸出加以抽象概括，得到它們的傳遞函數(shù)并建立了它們相應(yīng)的行為級模型；調(diào)整管選用PMOS，根據(jù)PMOS的SPICE模型，建立了PMOS的晶體管級的模型，使得 PMOS的參數(shù)可配置。在建立了這三個部分的模型之后，分別對其進(jìn)行仿真驗證，證明了這三個器件都是有效的，模型的輸出特性與設(shè)定的參數(shù)相符。在L

5、DO基本結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，對LDO的輸出電壓，跌落電壓，最大輸出電流，靜態(tài)電流，噪聲，線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率這幾個參數(shù)進(jìn)行了分析，使得可以通過改變LDO基本結(jié)構(gòu)中的器件的參數(shù)來調(diào)整這些參數(shù)，使得LDO的參數(shù)可配置，令模型更加的完整。針對這幾個參數(shù)分別進(jìn)行了試驗，通過仿真驗證證明了這些參數(shù)的調(diào)控可以通過改變基本結(jié)構(gòu)中的器件參數(shù)來實現(xiàn)。
　　在建立了完整的LDO模型之后，對該模型進(jìn)行測試仿真來加以驗證，對輸出結(jié)果進(jìn)行分析，證明了該模型