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CMOS低压差线性稳压器设计

作　者: 邢敏
导　师: 来逢昌
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 电源管理低压差线性稳压器电源抑制比静态电流
分类号: TM44
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

便携式电子产品在经历十余年的迅猛发展后,依然保持着强劲的增长势头。与此同时,各种适合便携式电子产品的电源管理电路也源源不断的涌现出来,其中低压差线性稳压器因其功耗低、外接元件少、使用方便、价格低廉等优点成为极具竞争力的电源管理电路之一。本论文在分析低压差线性稳压器系统结构及工作原理的基础上,设计了一款基于CMOS工艺的产品,在优先考虑低压差和低静态电流的条件下,该电路实现了很好的负载调整能力和线性调整能力,同时具有较高的电源抑制比。考虑到各种意外情况的发生,除设计了常用的过温保护和恒定电流限制保护电路以外,还特别增加了折返式短路保护,确保该电路具有精度高、反应速度快、安全可靠等特点。该电路配以简单的外部设备即可为各种电子产品提供灵活、高效、可靠的电源解决方案。整个电路设计是基于CSMC 0.6μm CMOS工艺,利用Cadence公司Spectre等EDA软件,对各模块和整体电路的设计进行仿真验证。结果表明该电路在较宽的输入电压范围(3.4V~6V)下,可稳定输出电压3.3V,并能提供不小于200mA的负载驱动能力;在典型负载电流100mA情况下,压降仅为60mV;正常工作状态自身消耗的电流小于100μA;电源抑制比可达到74dB@60mV,其它性能指标也均满足设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 低压差线性稳压器国内外研究现状  9-12
  1.3 论文的主要工作和章节安排  12-14
    1.3.1 主要工作  12-13
    1.3.2章节安排  13-14
第2章低压差线性稳压器基本理论  14-24
  2.1 低压差线性稳压器简介  14-16
  2.2 低压差线性稳压器结构及工作原理  16-18
  2.3 低压差线性稳压器指标参数  18-24
    2.3.1 漏失电压  18-19
    2.3.2 静态电流  19
    2.3.3 效率  19
    2.3.4 负载调整率  19-20
    2.3.5 线性调整率  20-21
    2.3.6 负载瞬态响应  21-23
    2.3.7 电源抑制比  23-24
第3章低压差线性稳压器模块设计及仿真  24-46
  3.1 带隙基准源  25-31
    3.1.1 功能原理分析  25-26
    3.1.2 电路设计  26-27
    3.1.3 性能仿真  27-31
  3.2 误差放大器  31-35
    3.2.1 概述  31
    3.2.2 电路设计  31-32
    3.2.3 性能仿真  32-35
  3.3 PMOS功率管及反馈网络  35-38
    3.3.1 功能原理分析  35-38
    3.3.2 性能仿真  38
  3.4 过流保护电路  38-42
    3.4.1 功能原理分析  38-39
    3.4.2 电路设计  39-40
    3.4.3 性能仿真  40-42
  3.5 过温保护电路  42-46
    3.5.1 功能原理分析  42
    3.5.2 电路设计  42-44
    3.5.3 性能仿真  44-46
第4章低压差线性稳压器整体仿真及分析  46-61
  4.1 静态指标仿真  46-50
    4.1.1 温度DC仿真及分析  46-47
    4.1.2 电源DC仿真及分析  47-50
    4.1.3 负载DC仿真及分析  50
  4.2 动态指标仿真  50-51
    4.2.1 负载瞬态响应仿真及分析  50-51
  4.3 频域指标仿真  51-53
    4.3.1 电源抑制比仿真及分析  51-53
  4.4 稳定性分析及仿真  53-59
    4.4.1 频率补偿原理  53-54
    4.4.2 LDO稳定性分析及仿真结果  54-59
  4.5 仿真结果总结  59-61
结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

CMOS低压差线性稳压器设计

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