一种极低静态电流LDO线性稳压器的设计

在此设计一个具有560 n A静态电流、150 m A驱动能力的低压差线性稳压器。该LDO采用TSMC 0.18μm混合信号CMOS工艺,输出电压是3.3 V,输入电压为3.5~5 V。低静态电流LDO电路的设计难点是频率补偿和瞬态响应,这里通过引入一个带有负反馈的动态偏置缓冲器,不仅保证了系统在空载到满载整个负载范围内的稳定性,还极大地改善了低静态电流LDO的瞬态响应问题。仿真结果表明,全负载范围内相位裕度最小为65.8°,同时最大的瞬态响应偏差小于10 m V。     

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。     

一种无片外电容LDO的瞬态增强电路设计

利用RC高通电路的思想,针对LDO提出了一种新的瞬态增强电路结构。该电路设计有效地加快了LDO的瞬态响应速度,而且瞬态增强电路工作的过程中,系统的功耗并没有增加。此LDO芯片设计采用SMIC公司的0.18μmCMOS混合信号工艺。仿真结果表明:整个LDO是静态电流为3.2μA;相位裕度保持在90.19°以上;在电源电压为1.8 V,输出电压为1.3 V的情况下,当负载电流在10 ns内由100 mA降到50 mA时,其建立时间由原来的和28μs减少到8μs;而在负载电流为100 mA的条件下,电源电压在10 ns内,由1.8 V跳变到2.3 V时,输出电压的建立时间由47μs降低为15μs。     

一种低静态电流瞬态增强型无片外电容LDO

低压差线性稳压器（LDO）具有低功耗、瞬态响应性能好、电源噪声抑制比高、结构简单等优势,被广泛地应用在物联网、生物医疗、便携式设备等领域。无片外负载电容型LDO无需外接大容量负载电容,易于片上集成,是当前LDO技术发展的主要方向之一。但是,随着等效电容的减小,无片外电容型LDO在设计上难以同时满足低静态电流和高瞬态响应的要求。本文基于低静态电流优先的设计思路,采用SMIC 180 nm CMOS工艺设计了一种具有双向动态偏置推挽级误差放大器的瞬态增强型无片外电容LDO,仅需微安级的静态电流即可实现高压摆率并足以驱动调整管。在此基础上,该LDO采用基于衬底偏置效应的瞬态增强电路,在无需消耗额外功率和引入旁路电容的同时,进一步降低了输出端过冲电压幅度,在实现低功耗的同时提升了整体瞬态响应性能。仿真结果表明,设计的LDO在1.2 V电源电压下可以获得稳定的1 V输出,在1 kHz下,其电源抑制比达到了-72 dB;当负载电流在50μA～100 m A区间时可实现1.69μA的静态电流、0.019 mA/mV的负载调整率、2.5μs的恢复时间和小于200 mV的过冲电压。     

基于SOI CMOS工艺的LDO电路设计

设计了一种1.8～3.3 V的自偏置LDO电路,无需外加基准电路,且具有良好的负载调整率和工艺兼容性。该电路采用无需双极型晶体管的基准电路,并且在负载电压和负载电流之间采用电流倍增电路进行隔离,减小了负载电流瞬变造成低压差线性稳压器(LDO)输出电压的变化,提高了LDO的瞬态精度。在关键器件部分采用匹配结构,以减小工艺误差对电路性能造成的影响。基于0.18μm SOI CMOS工艺,用Hspice软件进行电路仿真,用Cadence软件进行版图验证。仿真结果表明,MOS基准电路产生的基准电压温漂为5.6×10-5,LDO的最大负载电流为100 mA,负载电流瞬变的响应时间小于1.5μs,负载调整率为0.3%,整体电路的静态电流为88μA,芯片尺寸为650μm×1 200μm。     

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。     

基于0.18μm工艺的超低功耗LDO设计

本文基于自适应偏置电流电路,设计了一款超低功耗的低压差线性稳压器（LDO）,使用动态零点补偿技术使电路稳定,提出了以比较器为核心的基于电容耦合电压峰值检测的过冲电压削减电路,以减小LDO在负载电流向下突变时产生的过冲电压。在使用自适应电流偏置电路以及过冲电压削减电路的情况下,空载状态的LDO静态电流小于590nA。本设计在两级误差放大器的输出端添加二极管连接形式的PMOS作为缓冲级,一方面有利于LDO的稳定,另一方面增强了LDO的瞬态响应特性。另外,本设计采用了0.18μm CMOS工艺,利用Cadence设计平台进行仿真验证,得到了一款输出电压为3.3V、最大负载电流为200mA、负载电流范围内相位裕度均在50°以上、负载电流在1mA与200mA之间以10ns跳变时得到的欠冲电压为160mV、过冲电压136mV的超低功耗LDO。     

无输出电容的瞬态增强NMOS LDO

提出了一种用于片内数字驱动的瞬态增强NMOS低压差线性稳压器(LDO)。该LDO采用电容耦合动态偏置和双环路推挽式驱动调整管,极大地提高了电路的瞬态响应速度。基于0.35 μm BCD工艺的仿真结果表明,负载电流在0.1~100 mA之间的跃迁时间为100 ns时,电路的下冲电压为42 mV,过冲电压为66 mV,稳定时间仅为323 ns。该LDO电路的总体静态电流约为50 μA,输出电流最大值为100 mA。     

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。