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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>電源技術(shù)>無(wú)片外電容的LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)說(shuō)明

無(wú)片外電容的LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)說(shuō)明

2019-12-11 | rar | 15.74 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  越來(lái)越多的功能被集成到芯片、印刷電路板和電子器件中,每個(gè)模塊都需要專門的穩(wěn)壓器供電。傳統(tǒng)低壓差線性穩(wěn)壓器LDO)需要外接一個(gè)較大的微法量級(jí)的片外電容,依靠輸出端外接電容的串聯(lián)等效電阻(ESR)為系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)谝粋€(gè)次極點(diǎn),以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

  本文提出了一個(gè)無(wú)片外電容的LDO線性穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)的解決方案。去掉了傳統(tǒng)的LDO所使用的較大的片外電容,減小了板上面積及成本,同時(shí)也減少了芯片引腳,提高了電源管理系統(tǒng)的集成度。仿真結(jié)果表明,電路在0-100mA負(fù)載電流范圍內(nèi)的相位裕度均大于60度,增益裕度大于10dB,同時(shí)具有較好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng),在1kHz的PSRR為57dB,100kHz的PSRR為50dB。整體面積為0.22mm2,靜態(tài)電流為200uA。

  本設(shè)計(jì)首先根據(jù)系統(tǒng)要求提出設(shè)計(jì)指標(biāo),然后在分析電路工作原理及性能參數(shù)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)解決了穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)存在的問(wèn)題,接著給出電路晶體管結(jié)構(gòu),進(jìn)行詳細(xì)的仿真及優(yōu)化。最后完成版圖設(shè)計(jì)和物理驗(yàn)證,交付代工廠流片并測(cè)試。

  本文的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于去掉片外電容之后,解決電路在全負(fù)載范圍內(nèi)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題。提出了一個(gè)快速通路作為補(bǔ)償電路,保證其瞬態(tài)響應(yīng)以及穩(wěn)定性。同時(shí)設(shè)計(jì)了過(guò)壓保護(hù)電路來(lái)防止輸出電壓過(guò)高對(duì)晶體管的影響。

  本芯片已在SMIC0.13um流片成功并測(cè)試,能夠以IP在其他不同應(yīng)用中使用,可以根據(jù)不同的需求調(diào)整電路的驅(qū)動(dòng)能力,降低電路的功耗及而積,提高電路的效率。

  本文著眼于無(wú)片外電容LDO線性穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中降低了功耗與面積,研究成果對(duì)無(wú)片外電容LDO的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)有很好的參考價(jià)值,為SoC設(shè)計(jì)提供一定的借鑒意義。

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