一種低功耗高速高精度全集成LDO設計.pdf

1、由于片上系統(tǒng)(System on a Chip，SoC)向著大規(guī)模和多功能集成的方向發(fā)展，對于片上全集成的電源管理芯片(power management units，PMU)的需求量日益增加。作為電源管理芯片家族中重要的一員，傳統(tǒng)的帶片外大電容的低壓差線性電壓調節(jié)器(Low Dropout Regulator，LDO)被廣泛的應用在低噪聲系統(tǒng)之中。盡管傳統(tǒng)的帶片外大電容的LDO應用很廣，但是，由于其大的輸出電容和巨大的反饋電阻，所以一般

2、不能集成，因此，只有采用無電容型的LDO結構才有全集成的可能性。
　　對于現(xiàn)在一些常規(guī)的全集成型LDO結構，通常會采取增加瞬態(tài)響應增強電路的方法來改善其瞬態(tài)響應特性。但是，一個復雜的瞬態(tài)響應增強電路不僅會增大芯片功耗和面積，而且對系統(tǒng)的交流小信號性能沒有改善作用。因此，本文提出了一種能同時改善系統(tǒng)的交流小信號性能和瞬態(tài)響應特性性能的基于全差分有源反饋全集成LDO。本文設計的全集成型LDO由一種新穎的運算跨導放大器(operatio

3、nal transconductance amplifer，OTA)、PMOS功率管以及全差分有源反饋網絡構成。采用密勒電容倍增的頻率補償方法實現(xiàn)了系統(tǒng)在只使用一個很小的補償電容的前提下在寬負載范圍內的穩(wěn)定性。由于片上的集成電容小和電路結構的改進，電路的綜合性能特別是瞬態(tài)響應特性良好。
　　基于SMIC65nm標準CMOS工藝庫，對本文設計的高性能全集成LDO進行仿真驗證。結果表明：當負載電流大于100μA時，本文設計的LDO在0