一种快速瞬态响应无片外电容LDO

针对无片外电容LDO,在误差放大器与功率管之间添加缓冲器,采用频率补偿的方法,提高了环路稳定性。通过检测负载瞬态变化引起的误差放大器输出电压变化,增加对功率管栅极电容的充放电电流,提升了系统的快速瞬态响应能力。基于TSMC 0.18 μm标准CMOS工艺,设计了一种输入电压范围为1.92~3.60 V、输出电压为1.8 V的LDO。结果表明,负载在1 μs内从0变化到100 mA时,输出最大下冲电压为37.2 mV,响应时间为1.12 μs;负载在1 μs内从100 mA变化到0时,输出最大过冲电压为40.1 mV,响应时间为1.1 μs。     

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。     

一种快速瞬态响应的无片外电容LDO

设计了一种快速瞬态响应的无片外电容低压差线性稳压器(LDO)。采用具有摆率增强作用的缓冲级电路,可以在不额外增加静态电流的同时检测输出端电压,在负载瞬间变化时增大功率器件栅极电容的充放电电流。缓冲级电路还引入了简单的负反馈技术,增加了环路的相位裕度。采用SMIC 180 nm的CMOS工艺进行设计和仿真。仿真结果表明,当输入电压为1.4~5 V时,该LDO的输出电压为1.2 V,最大负载电流为300 mA; 负载电流在1 mA和300 mA间变化时,最大过冲电压为76.5 mV,响应时间仅为1.5 μs。     

一种瞬态增强无片外电容LDO电路

基于CSMC 0.18 μm工艺,设计了一款瞬态增强的无片外电容LDO。设计误差放大器时,采用改进的第2级放大器提高功率管栅端的充放电速度,从而提高瞬态响应。采用嵌套密勒补偿方式来保证LDO的稳定性。仿真结果表明,输入电压为2~4.5 V时,LDO的输出电压为1.8 V,负载电流在1~300 mA之间具有良好的稳定性,响应时间为1.4 μs,最大过冲电压为84 mV。     

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。     

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。     

一种具有瞬态增强的无片外电容型LDO

提出了一种稳定性高、瞬态特性良好、无片外电容的低压差线性稳压器(LDO)。采用推挽式微分器检测负载瞬态变化引起的输出电压变化,加大对功率管栅极寄生电容的充放电电流,增强系统的瞬态响应能力;在误差放大器后接入缓冲级,将功率管栅极极点推向高频,并采用密勒电容进行频率补偿,使系统在全负载范围内稳定。基于TSMC 65 nm CMOS工艺进行流片,核心电路面积为0.035 mm²。测试结果表明,最低供电电压为1.1 V时,压降仅为100 mV,负载电流1 μs内在1 mA和150 mA之间跳变时,LDO的最大输出过冲电压与下冲电压分别为200 mV和180 mV。     

一种快速瞬态响应的无片外电容LDO的设计

基于上华0.5μm工艺,设计了输入电压范围为3.5～6.5V,输出电压为3.3V,最大输出电流为100mA的CMOS无片外电容的低压差线性稳压器.提出了一种自动检测网络用来快速感应负载电流的变化,抑制输出电压的跳变,改善了负载瞬态响应.在稳定性方面,采用miller补偿,加之第二级采用了输出电阻很小的buffer结构[1],这样主极点和次极点分离很远使得系统稳定.仿真表明,该LDO在VIN=6.5V和VIN=3.5V下under-shoot分别为156mV和135mV,overshoot分别为145mV和60mV,线性调整率和负载调整率分别为0.023%和0.5%.     

一种快速瞬态响应无电容型LDO的设计

基于标准0.35 μm CMOS工艺,提出一种快速瞬态响应的高稳定性LDO,其中包括带瞬态增强的类密勒补偿电路。带瞬态增强的类密勒补偿方式具有补偿方便、功耗较低等优点。根据该结论,使用带瞬态增强的类密勒补偿电路可以实现LDO的快速瞬态响应和宽负载宽电压下的环路稳定。采用Cadence EDA工具Spectre进行仿真,结果表明:在整个电压和负载变化范围内,环路增益至少为60 dB,相位裕度至少为75.8°,环路稳定;负载从10 μA跳变至200 mA(tr=1 μs)时,输出上冲/下冲电压小于100 mV,建立时间为1.4 μs;电源电压抑制比(PSRR)约为70 dB@1 kHz;负载调整率为7.75‰,线性调整率为0.7‰,静态功耗约为60 μA。     

A hybrid NMOS/PMOS capacitor-less low-dropout regulator with fast transient response for SoC applications

In this paper, a new architecture of a fully integrated low-dropout voltage regulator (LDO) is presented. It is composed of hybrid architecture of NMOS/PMOS power transistors to relax stability requirements and enhance the transient response of the system. The LDO is capable of producing a stable output voltage of 1.1 V from 1.3 V single supply with recovery settling time about 680 nsec. It can supply current from 10 µA to 100 mA consuming quiescent current of 20.5 µA and 95 µA, respectively. It supports load capacitance from 0 to 50 pF with phase margin that increases from 43° at low load (10 µA) to 74° at high load (100 mA) and power supply rejection ratio (PSRR) less than −20 dB up to 100 kHz. The proposed LDO is designed in 130 nm CMOS technology and occupies an area of 0.11 mm². Post layout simulations show better performance compared with other reported techniques.     

一种高增益快速响应且无片外电容型LDO设计

设计了一款无片外电容低压差线性稳压器(LDO),其瞬态响应速度极快,且增益高、带宽宽,输入电压范围为2.8V~5.0V,输出电压2.4V。使用HSPICE仿真验证了直流、交流、瞬态、温度等特性。在Typical工艺角情况下,负载电流以100mA/1μs突变时,输出电压突变量最大为89mV。重载与轻载模式下电压差也仅为16.8mV,在两种极端工艺角条件下,输出电压突变量最大108mV。此LDO无片外电容,整个片内补偿电容仅为4pF,3dB带宽为4068Hz,0dB带宽高达52MHz。     

一种快速响应低压差线性稳压器的设计

介绍了一种应用于DRAM芯片内部供电的新型低压差线性稳压器(LDO)。在传统LDO电路PMOS输出驱动管的栅端增加了一个开关电容电路,根据负载电流使能信号控制耦合电容的接入,使驱动管的栅端耦合到一个正向或者负向的电压脉冲,在负载电流急剧变化时能快速调整过驱动电压,以适应负载电流的变化。仿真结果显示,该电路有利于输出电压的快速稳定,恢复时间缩短了38%以上。采用45 nm DRAM 掩埋字线工艺进行流片。实测结果显示,该LDO输出电压恢复时间在10 ns以内。在DDR3-1600的数据传输速度下,DRAM芯片的数据输出眼图为280 ps,符合JEDEC标准。     

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。     

无电容型LDO的研究现状与进展

无电容型低压差线性稳压器(LDO)除具有低噪声和高精度的特点外,还具有便于SoC系统集成和低应用成本的优点.与传统LDO相比,无电容型LDO无法利用输出电容的ESR补偿零点,也无法使输出电容在负载电流瞬态变化时为其提供充放电电流,从而在稳定性和瞬态特性上遇到巨大挑战.分析讨论了无电容型LDO的设计挑战;回顾了无电容型LDO在提高稳定性和改善瞬态特性上的最新研究成果.     

一种用于电源芯片的双极型LDO电路设计

论文主要介绍一种用于DC／DC电源芯片内部LDO电路,电路采用双极工艺设计,主要为芯片内部提供稳定电压,同时也可以向外部输出。首先论述了线性稳压电源的基本原理,以此为基础对系统设计进行整体考虑,构建了系统整体架构,并制定了电路的设计指标。然后,利用小信号分析的方法对系统稳定性进行了分析讨论,根据系统稳定性原理,采用电容反馈补偿措施以确保系统稳定可靠。最后,借助CadenceSpectre仿真软件完成仿真验证。实验结果表明,该系统在正常工作时,能得到9V和6V两种稳定的输出电压。