發(fā)布時間：2018-05-05 01:06

  本文選題：無輸出電容 + 線性調(diào)整器�。� 參考：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著醫(yī)療電子、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等電子行業(yè)的發(fā)展,芯片的集成度越來越高,為了將低壓差線性調(diào)整器(LDO)集成在芯片內(nèi)且省去傳統(tǒng)LDO輸出電壓處的濾波電容,進(jìn)而節(jié)省封裝成本和外圍元件成本,無輸出電容型LDO結(jié)構(gòu)以及相關(guān)電路設(shè)計技術(shù)被廣泛研究。無輸出電容型LDO沒有大的輸出濾波電容,進(jìn)而使得負(fù)載在空載和滿載之間切換時輸出電壓的響應(yīng)時間慢,動態(tài)誤差比較大;另外,這種結(jié)構(gòu)的LDO主極點一般設(shè)計在EA輸出端,這會使得空載時由于輸出端的極點移動到低頻而惡化環(huán)路穩(wěn)定性。因此輸出端具有最低電流限制,而過大的靜態(tài)電流會使得LDO很難用于低功耗設(shè)備。為了設(shè)計一快速響應(yīng)無輸出電容型LDO,本文首先對LDO的基本工作原理和它的各項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分析,然后再對文獻(xiàn)中出現(xiàn)的幾種常見無輸出電容型LDO以及它們的改進(jìn)結(jié)構(gòu)作了研究分析,其中包括阻尼系數(shù)控制結(jié)構(gòu)、品質(zhì)因數(shù)控制結(jié)構(gòu)、倒置型跟隨器結(jié)構(gòu)和雙調(diào)整管結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)有助于提高輕載時的穩(wěn)定性以及加快瞬態(tài)響應(yīng)速度。借鑒文獻(xiàn)中的思想,本文設(shè)計了一種快速響應(yīng)無輸出電容的LDO,該設(shè)計基于SMIC-0.18μm-CMOS工藝,電路包括亞閾值基準(zhǔn)模塊、電流偏置模塊和LDO主模塊。其中LDO結(jié)構(gòu)采用可自動重構(gòu)的雙調(diào)整管結(jié)構(gòu),其可以根據(jù)負(fù)載電流自動切換電路進(jìn)入兩級放大或者三級放大狀態(tài)。其中誤差放大器結(jié)構(gòu)采用溝道長度分裂式結(jié)構(gòu)以便引入Cascode Miller補償。Spectre仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)靜態(tài)電流50μA,輸出端允許最小電流10μA(包含分壓電阻之路的電流),當(dāng)負(fù)載在輕載(5μA)和滿載(50mA)之間跳變時,輸出電壓的動態(tài)誤差都小于100mV,且都在2μs內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)定,在允許的輸入電壓范圍和負(fù)載電流范圍內(nèi)的進(jìn)行瞬態(tài)仿真,結(jié)果顯示該LDO都可以穩(wěn)定工作。
[Abstract]:With the development of medical electronics, sensors, Internet of things and other electronic industries, the integration of chips is becoming more and more high. In order to integrate the low voltage difference linear regulator (LDO) into the chip and eliminate the filter capacitance at the traditional LDO output voltage, Thus, the cost of packaging and peripheral components can be saved, and the output capacitive LDO structure and related circuit design techniques have been widely studied. The output capacitor type LDO has no large output filter capacitance, which makes the response time of output voltage slow and the dynamic error larger when the load switches between no-load and full load. In addition, the main pole of LDO is generally designed at the output end of EA. This will make the loop stability worse when the output pole moves to low frequency. Therefore, the output has the lowest current limit, and the excessive static current makes it difficult for LDO to be used in low power devices. In order to design a fast response output capacitive LDO, this paper first analyzes the basic working principle of LDO and its technical specifications. Then, several kinds of common output capacitive LDO and their improved structures are studied and analyzed, including damping coefficient control structure, quality factor control structure, inverted follower structure and double adjusting tube structure. These structures help to improve the stability of light load and speed up the transient response. Based on SMIC-0.18 渭 m-CMOS technology, this paper designs a fast response without output capacitance. The circuit includes sub-threshold reference module, current bias module and LDO main module. The structure of LDO adopts double adjusting tube structure which can be automatically reconfigurable. It can automatically switch the circuit into two stage amplifier or three stage amplifier state according to the load current. The error amplifier structure adopts channel length split structure to introduce Cascode Miller compensation. The simulation results show that, The static current of the system is 50 渭 A, and the output terminal allows a minimum current of 10 渭 A (the current with the path of partial resistance, when the load jumps between light load and full load of 50 Ma), the dynamic error of the output voltage is less than 100 MV, and the output voltage is stable within 2 渭 s. The transient simulation results within the allowable input voltage range and load current range show that the LDO can work stably.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM44

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本文編號：1845487