供電和電源調(diào)整是電氣系統(tǒng)中最基本的功能。電源管理芯片的作用就是將這些不可預(yù)測、有噪聲的電源電壓調(diào)整為穩(wěn)定的、精確的、與負(fù)載無關(guān)的供電電壓,將這些有害的紋波衰減到更低的、可接受的程度。隨著半導(dǎo)體工藝與技術(shù)的發(fā)展,電源管理芯片也將向著高集成度或者片上系統(tǒng)集成發(fā)展,如何實現(xiàn)低噪聲、低功耗、低電源電壓供給、快速瞬態(tài)響應(yīng)、高穩(wěn)定性和高集成度的電源管理芯片將成為設(shè)計研究的重點。本文將采用0.6μm、12V雙極型工藝,以Candence公司的Spectre仿真軟件為基礎(chǔ),仿真設(shè)計了一款快速響應(yīng)、低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器LDO。該LDO其輸入電壓范圍為3¹2V,額定輸出電壓2.5V,負(fù)載范圍為1mA³.5A。首先,采用新型的對稱結(jié)構(gòu)的兩級共射-共基誤差放大器,及電阻負(fù)載,提高電路的共模抑制比和電源電壓抑制比,降低LDO噪聲。在負(fù)載電流為400mA下,10Hz¹00kHz頻帶內(nèi),芯片的輸出噪聲電壓為4.78μV/√Hz,轉(zhuǎn)折頻率為1Hz。其次,芯片采用輸出端前饋電容零點與ESR零點的雙零點補償技術(shù),保證環(huán)路在全負(fù)載范圍內(nèi)穩(wěn)定。再次,本設(shè)計在... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 電源管理芯片的研究背景與意義
    1.2 電源管理芯片的分類
    1.3 LDO的發(fā)展趨勢與研究現(xiàn)狀
        1.3.1 無片外負(fù)載電容LDO芯片
        1.3.2 高電源噪聲抑制LDO芯片
        1.3.3 LDO的穩(wěn)定性研究
        1.3.4 LDO的瞬態(tài)響應(yīng)研究
    1.4 本文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 LDO線性穩(wěn)壓器基礎(chǔ)理論
    2.1 LDO線性穩(wěn)壓器的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.1.1 基準(zhǔn)電路
        2.1.2 誤差放大器
        2.1.3 功率級電路
        2.1.4 輔助電路
    2.2 LDO的工作原理
        2.2.1 輸入電壓變化
        2.2.2 負(fù)載電流變化
        2.2.3 輸入電壓和負(fù)載電流同時變化
    2.3 LDO性能指標(biāo)
        2.3.1 靜態(tài)性能指標(biāo)
        2.3.2 動態(tài)性能指標(biāo)
        2.3.3 高頻性能指標(biāo)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 本文LDO性能優(yōu)化研究
    3.1 LDO頻率補償理論的研究與設(shè)計
        3.1.1 LDO系統(tǒng)小信號等效電路
        3.1.2 LDO的補償方式
        3.1.3 本文采取的補償方式
    3.2 LDO瞬態(tài)響應(yīng)的研究與設(shè)計
        3.2.1 LDO瞬態(tài)響應(yīng)過程分析
        3.2.2 本文采用的LDO瞬態(tài)響應(yīng)電路
    3.3 LDO低噪聲性能的研究與設(shè)計
        3.3.1 雙極型晶體管的噪聲源
        3.3.2 電阻負(fù)載與有源負(fù)載差分運放噪聲分析
        3.3.3 LDO噪聲分析
        3.3.4 本文采用的噪聲優(yōu)化電路
    3.4 本章小結(jié)
第四章 本文LDO子模塊設(shè)計
    4.1 LDO偏置電路
        4.1.1 PTAT偏置設(shè)計
        4.1.2 與電源電壓無關(guān)的偏置設(shè)計
        4.1.3 偏置電路仿真
    4.2 帶隙基準(zhǔn)電路
        4.2.1 帶隙基準(zhǔn)電路原理
        4.2.2 帶隙基準(zhǔn)電路仿真
    4.3 誤差放大器電路模塊
        4.3.1 誤差放大器原理
        4.3.2 誤差放大器仿真
    4.4 緩沖極、驅(qū)動級、功率級電路設(shè)計
        4.4.1 緩沖級
        4.4.2 驅(qū)動級
        4.4.3 功率級
    4.5 輔助保護電路
        4.5.1 過溫保護電路
        4.5.2 限流保護與輸出過載監(jiān)測標(biāo)識電路
        4.5.3 防飽和控制電路
    4.6 本章小結(jié)
第五章 本文LDO系統(tǒng)仿真驗證
    5.1 本文LDO總邏輯框架
    5.2 本文LDO負(fù)反饋環(huán)路幅頻/相頻特性驗證
    5.3 本文LDO直流特性驗證
    5.4 本文LDO瞬態(tài)特性驗證
    5.5 本文LDO高頻特性驗證
    5.6 本文LDO輔助功能驗證
    5.7 本文LDO版圖
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士研究生期間研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]高性能低壓差線性穩(wěn)壓器的研究與實現(xiàn)[D]. 劉晨.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]高性能低壓差線性穩(wěn)壓器研究與設(shè)計[D]. 王憶.浙江大學(xué) 2010



本文編號：3164108