無片外電容的LDO穩(wěn)壓器的設計.pdf

1、近年來，隨著消費電子的迅速發(fā)展，電源管理芯片的需求越來越大。傳統(tǒng)的低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout Regulator，LDO)被廣泛地應用到各種電子產(chǎn)品中。但是由于需要外接大的電容，因此，無片外電容的LDO就隨之發(fā)展。為了解決這個問題，本文對無片外電容的LDO進行深入研究。
　　無片外電容的LDO的主要模塊有帶隙基準、誤差放大器、阻尼系數(shù)控制（Damping Factor Control，DFC）電路、瞬態(tài)增強電路、反饋

2、網(wǎng)絡和功率管等。誤差放大器是LDO的重要組成部分，第一級采用折疊共源共柵放大器，可以有效的提高系統(tǒng)的環(huán)路增益，第二級采用動態(tài)偏置的源極跟隨器，可以提高誤差放大器的電容驅動能力，提高電路的響應能力。由于系統(tǒng)沒有片外電容，環(huán)路的穩(wěn)定性變差，因此采用一種新的頻率補償方法。阻尼系數(shù)控制DFC是一種將一定頻率導出環(huán)路的頻率補償方法，它是由一個放大器和一個阻尼控制的電容組成，可以有效的提高系統(tǒng)的相位裕度。由于無片外電容的LDO瞬態(tài)響應會變差，本文在

3、系統(tǒng)中增加了瞬態(tài)增強電路，保證電路在負載突變的條件下，電路的瞬態(tài)輸出變化基本保持穩(wěn)定。
　　本文設計是基于SMIC0.18um的CMOS工藝，采用Cadence的spectre仿真器對電路的各個模塊和系統(tǒng)進行仿真。LDO在電源電壓從2V～4V變化時能穩(wěn)定的輸出1.8V電壓，線性調(diào)整率和負載調(diào)整率1.83 mV/V和0.0022 mV/mA。電路在負載從100uA變化到50mA時，電路的相位裕度從57度變化到67度，基本實現(xiàn)電路的要