【摘要】：隨著便攜式電子設(shè)備的不斷普及和功能越來越智能化,市場(chǎng)對(duì)于電源管理芯片的需求量以及性能都在不斷上漲,其中LDO線性穩(wěn)壓器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低噪聲、較小PCB面積等突出優(yōu)點(diǎn)受到片上系統(tǒng)(SoC)的青睞。但隨著SoC的發(fā)展,電源噪聲影響和數(shù)�；旌想娐分g的相互串?dāng)_非常嚴(yán)重,此外又由于負(fù)載門數(shù)的提高,LDO輸出端負(fù)載電容值會(huì)高達(dá)nF量級(jí),負(fù)載門數(shù)的提高又意味著需要更多的負(fù)載電流,所以具有高PSRR以及大負(fù)載特性的無電容型LDO成為當(dāng)今線性穩(wěn)壓器的研究趨勢(shì)。本文通過研究無電容型線性穩(wěn)壓器的架構(gòu)和設(shè)計(jì)思想并結(jié)合當(dāng)今LDO的研究熱難點(diǎn)設(shè)計(jì)了一款高PSRR無電容型LDO線性穩(wěn)壓器。該LDO基于反嵌套共源共柵密勒補(bǔ)償產(chǎn)生一個(gè)主極點(diǎn)、一個(gè)次主極點(diǎn)、兩對(duì)高頻零極點(diǎn)對(duì)和一個(gè)右半平面零點(diǎn),通過合理設(shè)置電路參數(shù)使單位增益帶寬內(nèi)只存在一個(gè)主極點(diǎn)而成為單極點(diǎn)系統(tǒng),從而保證LDO環(huán)路在負(fù)載電容為0到1μF的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。為了得到最好的PSRR直流特性,該LDO第一級(jí)采用NMOS輸入對(duì)管的共源共柵差分運(yùn)放,第二級(jí)采用PMOS輸入管的共源放大器。同時(shí)為了提高LDO的壓擺率和負(fù)載瞬態(tài)跳變時(shí)的穩(wěn)定性采用由兩級(jí)共源放大器組成的可變?cè)鲆婢彌_器。針對(duì)該LDO在無片外電容時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)特性,本文提出一種自動(dòng)檢測(cè)輸出電壓的瞬態(tài)增強(qiáng)電路來快速感應(yīng)LDO負(fù)載電流的變化,極大減小了過沖電壓和恢復(fù)時(shí)間。同時(shí)為了減少帶隙基準(zhǔn)電壓的漂移和提高LDO電路的精度設(shè)計(jì)了一種具有負(fù)反饋預(yù)穩(wěn)壓功能的高PSRR帶隙基準(zhǔn)電路�；赥SMC 0.25μm BCD工藝并經(jīng)Cadence Spectre仿真器仿真,仿真結(jié)果顯示其漏失電壓為150mV,在1mA到200mA的負(fù)載電流范圍內(nèi),該LDO在輸出電容為0到1μF的范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定;負(fù)載電流為200mA時(shí),環(huán)路的最大相位裕度為86°以及最小相位裕度高達(dá)75°,低頻段PSRR可達(dá)到-80dB、而100kHz的PSRR也有-40dB。最后除去帶隙基準(zhǔn)電路,負(fù)載電流為1mA時(shí)的靜態(tài)電流為114μA。
【圖文】：

第四章 高 PSRR 無電容型 LDO 的設(shè)計(jì)5V 時(shí)輸出電壓的變化量?jī)H有 146.4μV，說明該帶隙基準(zhǔn)電壓對(duì)電源電壓的變化異常不敏感而且非常精確，那么 LDO 最終的線性調(diào)整率將會(huì)非常好。

35圖 4.7 帶隙基準(zhǔn)線性調(diào)整率仿真曲線(2)溫度漂移仿真雖然在前面對(duì)帶隙基準(zhǔn)的理論分析時(shí)認(rèn)定帶隙基準(zhǔn)時(shí)零溫度系數(shù)電壓，但是實(shí)際上帶隙基準(zhǔn)電壓并不是零溫度系數(shù)。圖 4.8 是電源為 3.3V，然后分別在 tt、ss、ff 工藝以及溫度范圍是 -40℃到 120℃條件下的仿真，從圖中可得當(dāng)溫度從-40℃到 120℃變化時(shí)，工藝角為 tt、ss、ff 分別對(duì)應(yīng)的輸出電壓變化為 1.502mV、6.134mV、1.138mV，，溫度系數(shù)分別是 7.57ppm/℃、30.9ppm/℃、5.73ppm/℃。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM44

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692656