【摘 要】
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几十年的时代变迁,众多方便携带的电子设备（比如:手机、电子手表、笔记本电脑等）陆续出世,它们的功能也是多种多样、丰富多彩,已经成为了人们生活中必不可少的一部分。针对众多电子设备,一个高效又稳定的电源管理芯片发挥着至关重要的作用。而LDO（Low Dropout Regulator）又叫低压差线性稳压器,有着结构简单、成本低、功耗低、快速瞬态响应等优点,广泛地应用在各类电源管理芯片内部,并且占据了很
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几十年的时代变迁,众多方便携带的电子设备（比如:手机、电子手表、笔记本电脑等）陆续出世,它们的功能也是多种多样、丰富多彩,已经成为了人们生活中必不可少的一部分。针对众多电子设备,一个高效又稳定的电源管理芯片发挥着至关重要的作用。而LDO（Low Dropout Regulator）又叫低压差线性稳压器,有着结构简单、成本低、功耗低、快速瞬态响应等优点,广泛地应用在各类电源管理芯片内部,并且占据了很大的市场份额。本文基于LDO的理论知识,参照了有无片外电容LDO的优缺点,并且分析了其各个性能指标以及相互影响的因素,设计了一款高精度、高稳定性的无片外电容LDO电路。本文的主要研究内容如下:（1）带隙基准电路加入了修调电路,以便来提高带隙基准输出电压和LDO输出电压的精度;在共源共栅输入管的基础上加入共栅管,来提高PSRR。（2）利用密勒补偿技术来进行LDO电路的频率补偿,让主次极点分裂;设计出改进型的源极跟随器结构,减小电路等效输出阻抗,进一步增加极点分裂程度,提高了电路的稳定性;该改进型的源极跟随器结构中包含一个负反馈缓冲级,可以在功率管栅极电压变化的时候,来快速恢复栅极电压,可改善负载瞬态特性,提升电路的稳定性。（3）设计负载检测电路的结构来调节LDO输出电压,减小电阻偏差带来的影响;采用串联电阻检测电路来保证检测的精度,其中检测电路由轨到轨跨导运放电路和两级运放组成,轨到轨跨导运放电路中的N型和P型混合差分输入对增加了输入共模电压范围。基于以上研究内容,本文采用了GLOBALFOUNDRIES公司的0.13μm RF SOI-CMOS工艺,整体面积为350μm*280μm,LDO输出电压为2.9V,最小压差为89mV,静态电流为62uA,温漂为23.15ppm/℃,跌落电压为327mV,恢复时间为1.48us,过冲电压为358mV,恢复时间为3.6us,低频时的PSRR为-52.5dB,低频下的环路增益为76dB,其相位裕度达到58.7deg,LDO电路比较稳定。带隙输出电压变化±4mV,LDO电压变化±9mV,提高LDO输出电压的精度;电阻偏差变化±10%,LDO输出电压变化20mV±0.3mV,误差不足1.5%。该检测电路可减小电阻偏差带来的影响,实现高精度、高稳定性无片外电容LDO电路。
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