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毫微功耗低漏失CMOS线性稳压器

作　者: 郭建平
导　师: 来新泉
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 毫微功耗低漏失线性稳压器电源管理双重自适应补偿折返式电流限制
分类号: TM44
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 38次
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内容摘要

随着各种便携式电子产品的普及和快速发展,人们对产品性能和功耗的要求越来越高,而电池技术近期内不会出现较大的突破。在全世界陷入能源危机,倡导绿色能源这个大背景下,如何提高电源的利用效率、延长电池的使用寿命正成为电源管理芯片设计者所面临的巨大挑战。本论文的设计工作来源于西安电子科技大学电路设计研究所的重点科研项目“深亚微米数模混合专用集成电路关键理论研究及设计实现”,文中详细介绍了毫微功耗低漏失CMOS型线性稳压器芯片XD9527的设计过程,包括芯片指标的制定、特性的分析计算、系统功能的电路设计、版图实现及仿真验证等。1gA的超低静态电流使得芯片静态功耗大大降低,加上低压差设计方案,更是极大提高了芯片的整体效率；采用本文独创的双重自适应补偿技术,有效的改善了环路稳定性,只需一极小的陶瓷电容就可使输出在全负载范围内稳定,减小了应用电路的面积,降低了应用成本：与常用的恒定限流电路不同,采用更为合理的折返式限流保护电路,使系统在过载或短路情况下功耗显著减小XD9527采用0.5μm标准CMOS工艺,现正在国外某工艺线投片。利用Caden-ce、Hspice等EDA软件,对其在不同模型、电压、温度组合下进行了前仿真和后仿真验证。仿真结果表明：正常工作时典型情况下芯片静态电流仅1μA,静态功耗仅为3μW,负载电流为100mA时漏失电压只有140mV,所有参数和特性均达到指标要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
第一章绪论  6-13
  §1.1 引言  6-7
  §1.2 LDO线性稳压器简介  7-11
  §1.3 论文主要工作和章节安排  11-13
第二章关键技术分析及系统设计  13-32
  §2.1 低功耗设计  13-20
    §2.1.1 概述  13-14
    §2.1.2 CMOS器件的亚阈值特性  14-17
    §2.1.3 低功耗放大器  17-18
    §2.1.4 漏电流问题  18-20
  §2.2 稳定性分析  20-27
    §2.2.1 传统LDO稳压器的稳定性分析及补偿方法  20-23
    §2.2.2 双重自适应补偿  23-27
  §2.3 XD9527系统设计  27-32
    §2.3.1 XD9527设计规格与应用信息  27-29
    §2.3.2 XD9527的系统设计  29-32
第三章电路设计  32-47
  §3.1 低功耗带隙基准  32-38
  §3.2 误差放大器及补偿网络  38-43
  §3.3 折返式限流保护电路  43-47
第四章版图设计与验证  47-57
  §4.1 版图设计注意事项  47-50
  §4.2 XD9527的版图设计  50-51
  §4.3 设计验证  51-57
结束语  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
在读期间研究成果  63-64

毫微功耗低漏失CMOS线性稳压器

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