车规级LIN总线中55V摆率增强型LDO

针对传统车载芯片中高压型低压差线性稳压器(LDO)的负载电流小、电源抑制比低、瞬态响应差等问题,提出了一种增强型高压LDO,通过一种新型高压预调制电路,提高了高压LDO的电源抑制比;通过一种新型摆率增强电路,改善了高压LDO的瞬态响应。电路基于BCD-120 V CMOS工艺完成建模,仿真结果显示,电压可调范围为5.5～55 V,输出5 V;负载电流为800 mA;低频电源抑制比为96 dB;1μs内负载电流从1 mA跳变到800 mA时,输出端最大上冲电压为26.6 mV,响应时间为8μs;下冲电压为45.4 mV,响应时间为7μs,满足车规级局域互联网(LIN)总线中高压LDO的性能要求。     

一种采用负反馈超级源随器的无片外电容LDO设计

为了解决无片外电容低压差线性稳压器(LDO)频率稳定性和瞬态响应特性较差的问题,设计了一种包含负反馈机制的超级源随器,作为误差放大器输出端的缓冲级。通过缓冲级降低误差放大器的输出阻抗,利用极点分裂从而实现稳定性的提高。通过负反馈机制增大功率管栅极的驱动电流,从而提升电路的瞬态响应特性。电路基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,在1.5 V至3.3 V电源电压下能够稳定输出1.2 V电压,在负载电流为1 mA至100 mA范围内正常工作,且与普通源跟随器作缓冲级的LDO相比,稳定性和瞬态特性均有提升。经蒙特卡洛仿真分析得出,所设计的LDO在最差条件下的相位裕度为74.5°,且过冲电压小于260 mV,下冲电压小于140 mV,恢复时间为1.2μs,电路在最大的工艺误差和失配条件下仍保持较好的稳定性和瞬态特性。     

快速瞬态响应低噪声无片外电容LDO

针对便携式设备快速瞬态响应、低噪声、高电源抑制比等应用需求,提出了一种无片外电容NMOS型低压差线性稳压器(LDO)。该LDO基于浮栅结构,通过具有推挽输出级的放大器辅助控制,减小了电荷泵的噪声耦合;另外,通过取样输出电流控制误差放大器的输出动态范围,极大地提高了电路的瞬态响应能力。电路基于HHGrace 0.35μm BCD工艺设计,仿真结果表明,无外接电容时,负载电流在1μA～400 mA之间跳变,电路的下冲电压为203 mV,过冲电压为101 mV,响应时间小于1.5μs;在10 Hz～100 kHz的频段内,系统输出积分噪声电压为14μV·Hz^-1/2。LDO达到了快速瞬态响应和低噪声的需求。     

适用于高频开关芯片的快速瞬态响应LDO设计

设计了一种片外大电容快速瞬态响应低压差线性稳压器。该LDO电路基于跨导线性结构设计,在输出级引入推挽结构,有效地减小过冲的幅值和恢复时间,提高了LDO的瞬态响应速度;利用浮动缓冲器驱动功率管,有效地提高了LDO的电流效率;采用动态零点补偿技术,保证了LDO在全负载范围内的环路稳定性。该LDO电路基于0.35μm BCD工艺设计与仿真验证。结果表明,在1.2 V~3 V输入电压范围,LDO的输出电压为1 V,静态电流约为50μA,可提供0~300 mA的负载。在上升下降沿为500 ns、幅度为300 mA、轻载持续时间为50μs的负载瞬态跳变下,过冲和下冲均小于20 mV。电路满足高频负载跳变的应用需求。     

超低静态电流LDO的电路设计

基于电流自适应技术增强瞬态响应的特性,设计了一种超低静态电流的低压差线性稳压器（LDO）电路。通过优化提出一种自适应电流跃变电路,可实现在空载条件下的静态电流低至380nA,与传统的电流自适应电路相比,改善了电路在轻负载时的瞬态响应。采用动态电流的缓冲器增强电路的瞬态响应,同时动态电流缓冲器形成极点-极点追踪补偿的效果,并结合零点-极点追踪补偿技术保证电路稳定。采用CSMC 0.5 um工艺,通过cadence工具仿真验证,结果表明,所提出的LDO电路在输入2.5V~5V范围内,可稳定输出1.8V,最大可驱动300mA负载。在带载50mA内变化时过冲电压小于60mV。     

一种高性能无片外电容型LDO设计北大核心CSCD

设计了一种高性能无片外电容型LDO线性稳压器.其中,EA采用推挽输出放大器设计,在静态时保持低功耗,瞬态响应时提供大的输出电流,提高LDO的响应速率.高环路增益使LDO电路具有很高的稳压精度;采用零点补偿技术,保证了LDO环路稳定性.LDO采用0.13μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.2V^2.0V输入电压下,LDO输出稳定的1.0V电压,输出负载电流为50μA^100mA,最大负载电容可达到100pF,低频PSR为-67.5dB@100mA^-85.5dB@50μA,负载调整率0.8μV/mA,LDO的静态电流为50μA,整体版图面积为0.016 3mm2.     

一种带自适应电荷泵的超低功耗NMOS LDO

设计了一种带自适应电荷泵的超低功耗快速瞬态响应NMOS LDO,电路主要包含误差放大器、缓冲器、功率级、动态零点模块以及自适应电荷泵模块。该自适应电荷泵能够根据负载电流的大小调节工作频率,在兼顾大负载条件下功率管栅极需求的同时,保证了轻载下超低功耗的需求。同时为了满足电路中快速瞬态响应的需要,加入了动态电流电路。电路基于0.18μm BCD工艺设计,其工作电压范围为2.5～3.6 V,输出电压为1.2 V,负载范围为10μA～20 mA,工作的温度范围为-40～125℃。仿真结果显示,所设计的LDO供电电压调整率可达到1.123 mV/V,重载跳轻载时的恢复时间和轻载跳重载时的恢复时间分别为260μs和5μs,而静态电流最小仅为0.291μA。     

无片上电容的负载瞬态响应增强型LDO

提出了一种无片上电容的低压差线性稳压器(LDO),通过增加转换速率增强电路,对LDO输出电压的变化进行探测,从而对误差放大器偏置电流进行补偿,达到改善负载瞬态响应的目的。该LDO基于0.18 μm CMOS工艺设计,输出电压为1.2 V,最大负载电流为100 mA。仿真和测试结果表明,该LDO的瞬态负载响应改善明显,具有较好的低功耗特性,在保证电路稳定性的前提下,大大减小了芯片的面积。     

一种瞬态响应增强的片上LDO系统设计

分析了传统LDO提高系统稳定性及瞬态响应的局限性,提出了一种片内集成补偿技术。该技术无需外挂电容和等效串联电阻(ESR),即可使系统在全负载范围内保持稳定,并具有良好的纹波抑制能力。仿真结果表明,系统空载时静态电流为46μA,且能提供200mA的最大负载电流,低频电源抑制比达到-65.6dB,启动时间只有16μs,在输出电容为10pF、负载电流以200mA/2μs突变时,最大下冲电压为120mV,上冲电压为160mV。     

一种基于摆率增强的快速瞬态响应LDO电路北大核心

设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中，误差放大器采用电流镜跨导结构，降低了频率补偿的难度系数；设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC),能快速响应负载的变化，增大摆率，有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明，电路仅使用简单的密勒密勒补偿，即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°;在0.5μs的时间内，负载在100μA和100 mA之间发生跳变，电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV,稳定时间分别是0.89μs和0.86μs。相较无TEC,本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%,负载瞬态响应显著提升。     

一种快速瞬态响应的低压差线性稳压器设计

设计了一种应用于片外大电容场景下的具有快速瞬态响应特性的LDO。电路通过采用负载电流采样负反馈的结构构成了一个高带宽的电压缓冲器。该LDO使用具有电容倍增功能的共栅共源补偿结构,在外挂1μF负载电容的条件下,仅需500 fF的片上补偿电容即可保证在全负载范围内的稳定性。此外,通过使用自适应偏置技术,在减小轻载功耗的同时进一步提升了瞬态响应速度。电路采用0.18μm CMOS工艺进行设计与仿真验证。仿真结果表明,在LDO的输入电压为1.2 V、输出电压为1 V时,当负载电流以0.1μs的速度在150 mA和100μA之间切换时,最大电压变化仅为10.7 mV,输出电压恢复时间小于0.7μs。     

一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO

设计了一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO。采用高增益高带宽的超级跨导结构(STC)的误差放大器,利用动态偏置技术与电容耦合技术,极大地增强了摆率。引入额外的快速响应环路,进一步提升了瞬态响应速度。基于0.18 μm CMOS工艺进行设计。结果表明,该LDO的最低供电电压为1 V,漏失电压仅为200 mV,可提供最大100 mA的负载电流,能在最大输出电容为100 pF、最低负载为50 μA的条件下保证电路稳定。负载电流在0.5 μs内由50 μA跳变至100 mA时,LDO输出导致的过冲电压和下冲电压分别为200 mV和306 mV。     

一种低功耗、高稳定性的无片外电容线性稳压器

本文研究并设计了输出电压3.3V,最大输出电流为150mA的CMOS无片外电容的低压差线性稳压器(Off-chipcapacitor-free Low-dropout Voltage Regulator,LDO).该LDO采用了NMC(Nested Miller Compensation)频率补偿技术保证了系统的稳定性.另外,采用大电容环路和SRE(Slew Rate Enhancement)电路抑制输出电压的跳变,改善了瞬态响应.电路采用了低功耗设计技术.采用CSMC 0.5μm CMOS混合信号工艺模型仿真表明:整个LDO的静态电流仅为3.8μA;最差情况下的相位裕度约为88.50;在5V工作电压下,当负载电流在1μs内从150mA下降到1mA时,输出电压变化仅为140mV;在负载电流150mA的情况下,当电源电压在5μs内从3.5V跳变至5V时,输出电压变化也仅为140mV.     

一种1.2V,80mA,5μF快速瞬态响应、高稳定性LDO的设计

基于上华0.5μm工艺,设计了输入电压为1.5V,输出电压为1.2V,最大输出电流为80mA,用于DC/DC里的CMOS低压差线性稳压器(Low-dropout regulator),作为带隙基准输出端的后续模块,以达到滤波和提高参考电压精度的目的。提出了一种补偿网络,可以保证负载电流发生变化时,相位裕量不发生变化;在补偿网络的基础上添加一个感应电容能够快速跟踪极点的变化,从而保证在负载电流跳变瞬间稳定性保持不变,防止了输出电压发生振荡的情形。此外,设计了一种瞬态响应提高电路结构来改善负载瞬态响应。仿真结果表明,在tt corner下该LDO线性稳压器在负载电流为1mA和80mA时的相位裕度均为83°,环路增益为80dB,流片测试结果显示过冲电压和欠冲电压均不超过100mV。     

一种快速瞬态响应无输出电容LDO的研究与设计

设计了一种基于自适应偏置放大器的具有快速瞬态响应的无输出电容LDO.自适应偏置放大器在发生负载瞬态响应时能够调节自身偏置电流以提供较大的输出电流来增加摆率;瞬态响应提升电路通过减小负载电容充放电电流而减小了输出电压的建立时间;通过并联反馈补偿来提高环路的稳定性.仿真结果表明,所设计的无输出电容LDO最大输出电流200mA,最小跌落电压200mV,静态电流仅16μA,全负载正负阶跃变化响应时间分别为2.5μs和3.5μs.     

一种无片外电容的快速响应FVF-LDO北大核心

提出了一种无片外电容、快速瞬态响应、宽输入电压范围的低压差线性稳压器(LDO)。该电路基于翻转电压跟随器(FVF)结构，不需额外增加辅助电路，仅使用两个电容作为检测模块，以动态调整瞬态响应，能够弥补传统LDO集成度低、面积大、功耗高、瞬态响应差的不足。电路基于TSMC 180 nm CMOS工艺。仿真结果表明，该LDO的压差为200 mV,静态电流为36μA,输入电压范围为2～4 V,低频时PSRR为-59 dB。在30 pF负载电容、0～10 mA负载电流、150 ns阶跃时间条件下，产生的上冲电压为50 mV,下冲电压为66 mV,瞬态电压恢复时间为300 ns。     

一种有源零点补偿的片上LDO设计

提出了一种新颖的有源零点补偿LDO结构,实现了LDO在全负载范围内的稳定,1~10 MHz范围内的电源抑制比提高了10 dB。采用欠冲电压减小技术,显著减小了输出欠冲电压,提高了瞬态响应性能。基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了输出电压为1 V、压差电压为200 mV、最大输出电流为100mA的无片外电容LDO。仿真结果显示,空载时LDO的相位裕度为64.3°,最大过冲和欠冲电压分别为52 mV和47 mV,满载时LDO的电源抑制比为－66 dB@10 kHz。     

基于高压摆率误差放大器和摆率增强电路的无片外电容LDO

基于0.35μm CMOS工艺设计了一款无片外电容低压差线性稳压器(cap-free LDO),通过误差放大器组成的环路控制稳态误差,通过摆率增强电路构成的环路改善瞬态响应。该LDO输出电压为1.72V,压差80mV,最大输出电流50mA。测试结果显示:负载电流(IL)在0.5μs内瞬变50mA时,俯冲电压和过冲电压均为80mV左右,重回稳态的时间均小于1.5μs。     

一种低功耗无片外电容LDO的设计

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一款输入电压为1.8 V、输出电压为1.6 V的低功耗无片外电容低压差线性稳压器(LDO),其静态电流仅为5 μA。该电路采用一种新型摆率增强电路,通过检测输出电压的变化实现对功率管的瞬态调节。片内采用密勒补偿使主次极点分离,整个系统在负载范围内具有良好的稳定性。仿真结果显示,该LDO在负载电流以99 mA/1 μs跳变时,输出电压下冲为59 mV,上冲为60 mV,响应时间约为1.7 μs。     

一种采用电压检测器的无片外电容FVF-LDO

提出了一种基于翻转电压跟随器(FVF)的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)。采用电压检测器来检测输出电压,大幅改善了瞬态响应,克服了常规LDO面积大、需要使用片内大电容的缺点,仅消耗了额外的静态电流。该LDO采用90 nm CMOS工艺进行设计与仿真,面积为0.009 6 mm²,输入电压为1.2 V,压差为200 mV。结果表明,在50 pF负载电容、3～100 mA负载电流、300 ns跃迁时间的条件下,产生的上冲电压为65 mV,瞬态恢复时间为1 μs,产生下冲电压为89 mV,瞬态恢复时间为1.4 μs,且将负载调整率性能改善到0.02 mV/mA。