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【6h】

CMOS全集成LDO线性稳压器的设计

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目录

摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的与意义

1.2 国内外同类课题研究现状及发展趋势

1.3 论文内容与安排

第2章 LDO的工作原理及重要性能指标

2.1 LDO的工作原理

2.2 LDO的性能指标

2.2.1 输入输出电压差

2.2.2 系统静态电流

2.2.3 负载调整率

2.2.4 线性调整率

2.2.5 负载瞬态响应特性

2.2.6 线性瞬态响应特性

2.2.7 电源电压抑制比

2.3 本章小结

第3章 LDO的特性分析

3.1 典型LDO的瞬态响应特性分析

3.2 全集成LDO的瞬态响应增强方法

3.3 单向耦合的全集成LDO的瞬态响应增强方法

3.3.1 瞬态增强电路理论

3.3.2 瞬态增强电路的实现

3.4 负反馈系统的稳定性理论

3.5 传统LDO的稳定性分析

3.6 未作补偿的全集成LDO的稳定性分析

3.7 全集成LDO的频率补偿方法

3.8 本章小结

第4章 全集成LDO的电路设计

4.1 基准电路

4.1.1 带隙基准电压源

4.1.2 基准电流源

4.2 误差放大器

4.3 反馈电阻网络

4.4 调整管

4.5 瞬态增强电路与频率补偿电路的实现

4.6 本章小结

第5章 全集成LDO仿真

5.1 负载调整率

5.2 线性调整率

5.3 系统稳定性

5.4 电源电压抑制比

5.5 静态电流

5.6 本章小结

第6章 全集成LDO版图设计与验证

6.1 版图设计规则

6.2 全集成LDO版图设计与验证

6.3 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢

声明

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摘要

低压差线性稳压器(LDO)作为电源管理芯片(PMU)中一个重要的电路模块被大量地集成到片上系统(SOC)、数字芯片、高性能模数/数模转换芯片之中。对于数/模混合的SOC中,数字电路对模拟电路的干扰加大,因此模拟电路与数字电路需要施加独立电源,以减小数模混合带来的相互干扰以及动态调整功耗。进而,全集成LDO线性稳压器应运而生。全集成LDO线性稳压器可以用来为系统中各子模块单独供电,具有抑制电源噪声,减小干扰,同时消除键合线电感引入的瞬态脉冲的优点,此外还可以减小片外器件和芯片引脚,所以全集成LDO线性稳压器成为片上系统集成电路中不可或缺的模块。
  本文采用华润上华CMOS0.5μm工艺,运用Cadence IC5141工具对本文提出的全集成LDO线性降压稳压器进行设计,其中子模块包括:带隙基准电压、基准电流源、误差放大器、瞬态响应增强电路、功率管、反馈电阻网络等。利用Cadence软件对整体进行仿真,仿真结果表明全集成LDO的输入电压范围3.2V~6.0V,输出电压最大值3.013V最小值3.004V,负载电流0~350mA,负载电容0~100pF,静态电流最大值63.52μA,电源电压抑制比≥61.63dB。负载调整率为0.0003%,线性调整率0.08%。

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