低功耗高瞬態(tài)響應全集成LDO的設計.pdf

1、ALOWPOWERmGH—TRANSIENTRESPONSEFULLyⅣTEGRATEDLDODESIGNAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYFuXiangSupervisedbyProfessor肋JinAndSeniorEngineerShiXunnanSchoolofIntegratedCircuitsSou

2、theastUniversityJune2013摘要摘要隨著片上系統(tǒng)(systemOnaChip，soc)的規(guī)模和集成度越來越高，不同功能模塊需要不同的電源芯片供電，對全集成的電源芯片需求量日益增大。作為電源芯片家族中的重要組成部分，傳統(tǒng)的帶片外電容的低壓差線性穩(wěn)壓器(LowDropoutRegulatorLDO)被廣泛應用在多種系統(tǒng)中，但是由于帶片外電容LDO需要大的片外電容，不利于集成，因此，在全集成應用系統(tǒng)中采用無電容型的LDO結

3、構更方便。瞬態(tài)響應特性是LDO系統(tǒng)設計的重要指標之一。論文從總結各種提高瞬態(tài)響應性能的LDO結構入手，然后分析LDO電路的關鍵性能指標，闡述了影響電路瞬態(tài)響應的因素，最后提出了利用新型跨導運算放大器(OperationalTransconductanceAmplifierOTA)調節(jié)LDO系統(tǒng)的設計方法，實現(xiàn)高速瞬態(tài)響應。同時利用密勒倍增電容補償法，實現(xiàn)全負載范圍內(nèi)的穩(wěn)定。基于CadenceSpectre、Virtuso以及Calibr

4、e仿真工具，并采用SMICO18呻標準CMOS工藝庫，對本文提出的LDO電路結構進行仿真驗證，并完成電路晶體管級設計、前仿、物理版圖設計以及版圖后仿。結果表明，本文設計的LDO系統(tǒng)在輸出寄生電容為0～100pF范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定，且負載范圍從空載到最大負載150mA內(nèi)，都可以穩(wěn)定輸出18V：空載時靜態(tài)功耗為67pA。負載電流為80mA時，線性調整率為O116％；當電源電壓為正常工作電壓33V時，負載調整率為O93％；負載由0mA向150mA