学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无片外电容低压差线性稳压器的设计

作　者: 李龙弟
导　师: 邝小飞
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 低压差线性稳压器 无片外电容 摆率增强 误差放大器 低静态电流
分类号: TM44
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 10次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


将各种功能模块一体化的片上系统(SOC)的发展趋势使得低成本、高性能的电源管理解决方案备受关注。低压差(LDO)线性稳压器以其结构简单，低噪声，低功耗以及较少的外围应用器件等优点被广泛运用于片上电源管理系统。然而，一个片上电源管理系统可能包含多个线性稳压器，带有片外电容的传统LDO线性稳压器并不适用于片上电源管理系统，这让全集成的无片外电容LDO（cap-freeLDO）线性稳压器更受电源管理系统的青睐。由于不需要片外电容，那么就不需要单独的PAD去连接它，从而消除了由引线的寄生电阻和电感，而且PCB的尺寸能够做的更小，因此cap-free LDO的成为了研究热点。本文设计了一款带摆率增强电路的cap-free LDO。该LDO系统采用并行控制环路来分别控制系统的稳态误差和瞬态误差。由误差放大器组成的那条环路控制系统的稳态误差，由摆率增强电路构成的那条环路改善系统的瞬态响应。在负载电流跳变的时候，摆率增强电路提供或吸收功率管栅极电容（Cpass）的电流瞬间提升，提高了栅极的压摆率从而抑制了输出电压的过冲和俯冲，改善了LDO的负载瞬态响应。基于0.35μm CMOS工艺设计了一款cap-free LDO。测试结果显示：该LDO输出电压为1.78V，压差91mV，最大输出电流50mA；负载电流（IL）在0.6μs内瞬变50mA时，俯冲电压和过冲电压分别为130mV和60mV，重回稳态的时间均小于3μs；线性调整率和负载调整率分别为7.6mV/V和0.19mV/mA；静态电流为32uA。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第1章 引言  9-14
  1.1 LDO 线性稳压器的研究背景和意义  9-10
  1.2 LDO 线性稳压器研究的现状和发展趋势  10-12
    1.2.1 LDO 线性稳压器的研究现状  10-11
    1.2.2 LDO 线性稳压器的发展趋势  11-12
  1.3 无片外电容 LDO 线性稳压器研究的挑战  12
  1.4 本文的主要内容简介  12-14
第2章 LDO 线性稳压器  14-18
  2.1 LDO 线性稳压器的概述  14
  2.2 LDO 线性稳压器的组成及工作原理  14-15
  2.3 LDO 性能参数  15-18
    2.3.1 直流性能参数  15-16
    2.3.2 交流参数  16-17
    2.3.3 瞬态参数  17-18
第3章 LDO 线性稳压器子模块的设计  18-38
  3.1 基准源的设计  18-31
    3.1.1 恒定 gm偏置  18-22
    3.1.2 带隙基准电压  22-31
  3.2 功率管的设计  31-33
    3.2.1 功率管的选择  31-32
    3.2.2 功率管尺寸的设计  32-33
  3.3 应用于本文 LDO 的误差放大器的设计  33-38
    3.3.1 误差放大器的工作原理  35-36
    3.3.2 误差放大器的设计与实现  36-38
第4章 无片外电容 LDO 的设计  38-57
  4.1 传统 LDO 负载瞬态响应  38-40
  4.2 无片外电容对负载瞬态响应的影响  40
  4.3 改善 LDO 的负载瞬态响应  40-48
    4.3.1 现有改善负载瞬态响应的技术  41-47
    4.3.2 本文设计的瞬态响应改善电路  47-48
  4.4 LDO 系统的整体设计  48-52
  4.5 LDO 仿真分析  52-57
    4.5.1 压差  52
    4.5.2 静态电流(Iq)和电流转换效率(current efficiency)  52-53
    4.5.3 线性调整率(Line regulation）  53-54
    4.5.4 负载调整率(Load regulation)  54
    4.5.5 负载瞬态响应  54-55
    4.5.6 环路的交流小信号特性  55
    4.5.7 电源抑制比(PSRR）  55-57
第5章 版图设计  57-63
  5.1 版图设计准则  57-60
    5.1.1 匹配  57-58
    5.1.2 抗干扰  58
    5.1.3 可靠性设计  58-60
  5.2 LDO 版图设计与实现  60-61
  5.3 LDO 芯片的测试  61-62
  5.4 LDO 性能总结  62-63
第6章 总结和展望  63-64
  6.1 总结  63
  6.2 展望  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-69
附录  69

相似论文

  1. CT机高压发生器灯丝驱动电源的研制,TM46
  2. 基于系统芯片应用的高性能低压差线性稳压器设计,TM44
  3. 快速响应高频buck变换器设计,TM46
  4. 一种新型的低压LDO的设计,TN86
  5. 16比特低功耗音频应用Sigma-DeltaADC研究,TN792
  6. 一种应用于LDO新型误差放大器的研究与设计,TN722
  7. 基于电荷泵的白光LED驱动芯片设计,TN312.8
  8. 一种采用有源频率补偿的低压差线性稳压器设计,TM44
  9. 改进型直流侧有源电力滤波器的谐波抑制技术研究,TM761.1
  10. 低功耗快速瞬态响应全片内LDO设计,TM44
  11. 一种低静态电流高稳定性的低压差线性稳压器（LDO）设计,TM44
  12. 电容式微加速度计低压差稳压器ASIC设计,TN492
  13. 基于临界导通模式的THD优化APFC控制器XD5265的设计,TM46
  14. 一种SOI CMOS电压转换电路的设计,TN432
  15. PFC电路中主要模块的分析与优化设计,TM46
  16. 低噪声低功耗LDO的研究与设计,TN432
  17. 太阳能光伏逆变器总体供电电路的设计及研究,TK514
  18. 双极开关电源控制器核心模块的研究与设计,TN86
  19. 一种具有超低压差线性稳压器的研究和设计,TM44
  20. 低电源电压下低压差线性稳压器的设计,TM44
  21. 基于BUCK型DC-DC转换器的高性能误差放大器设计,TN722

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 稳定器
© 2012 www.xueweilunwen.com