高精度LDO設(shè)計(jì)及仿真.pdf

1、隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各種電源管理芯片也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)前應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品的電源管理芯片主要包括開關(guān)式穩(wěn)壓器、電荷泵式穩(wěn)壓器、低壓差線性穩(wěn)壓器等分立器件和PMU電源管理單元。低壓差線性穩(wěn)壓器以其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、紋波小、成本低、噪聲低、體積小、靜態(tài)電流小、并可簡(jiǎn)單集成在其他芯片中等優(yōu)點(diǎn)，得到了良好的發(fā)展。國(guó)外LDO(Low Dropout Regulator)產(chǎn)品的精度一般是±2％或±1%，國(guó)產(chǎn)的精度一般是±2%，相

2、比于國(guó)外產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)LDO精度相對(duì)較低。本文是基于華潤(rùn)上華（CSMC：Central Semiconductor Manufacturing Corporation）0.5μm CMOS工藝，設(shè)計(jì)一款精度為±1%，輸入電壓范圍3.3V～6V，輸出電壓為3V，工作溫度-40℃～+85℃，電源紋波抑制比65dB@10kHz，最大輸出電流150mA，靜態(tài)電流50μA，待機(jī)電流小于0.1μA的LDO。
　　本次主要任務(wù)是設(shè)計(jì)高精度低壓差線性

3、穩(wěn)壓器，經(jīng)過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料提高電壓精度的方法主要是提高基準(zhǔn)電壓源精度和誤差放大器增益。提高基準(zhǔn)電壓源精度主要是降低溫度對(duì)其帶來的影響，在設(shè)計(jì)中采用了耗盡增強(qiáng)型電壓基準(zhǔn)來屏蔽溫度對(duì)基準(zhǔn)電壓源帶來的影響，設(shè)計(jì)了受溫度影響極小的高穩(wěn)定性電壓基準(zhǔn)。為提高誤差放大器增益，設(shè)計(jì)的誤差放大器采用了共源共柵兩級(jí)放大器。為提高在大電流下低壓差線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)中采用大尺寸的PMOS作為調(diào)整管，降低了調(diào)整管的導(dǎo)通電阻。為了降低待機(jī)功耗在LDO中加

4、入了使能模塊，在待機(jī)模式下除使能模塊工作外，其他模塊全部被關(guān)閉，以達(dá)到降低待機(jī)電流的目的。別外還設(shè)計(jì)了限流電路模塊，當(dāng)LDO發(fā)生超載或短路時(shí)，對(duì)LDO起到保護(hù)的作用。最終設(shè)計(jì)的LDO由使能模塊、基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、調(diào)整管、偏置電壓模塊、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)和限流電路模塊構(gòu)成。
　　經(jīng)過仿真本次設(shè)計(jì)的LDO輸入電壓范圍3.3V～6V，輸出電壓為3V，工作溫度-40℃～+85℃，電源紋波抑制比69dB@10kHz，最大輸出電流可達(dá)300m