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。     

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。     

一种瞬态增强的无片外电容LDO设计

针对无片外电容型低压差线性稳压器(LDO)瞬态响应差的问题,基于40 nm CMOS工艺设计了一种带瞬态负载变化感知的无片外电容型LDO电路。采用有源前馈频率补偿,实现了电路稳定;瞬变检测电路感应负载的变化,为功率管栅极提供充、放电通路,减弱了输出电压波动。仿真结果表明,负载电流在0~100 mA范围内,该LDO的输出过冲电压和下冲电压分别为100 mV和140 mV,稳定时间在1 μs以内。全负载电流范围内,瞬态性能大幅提升。     

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%.     

一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO电路设计

本文基于SMIC65 nm工艺,设计了一款快速瞬态响应的无片外电容型低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO).采用高增益跨导结构(OTA)的误差放大器,利用局部共模反馈结构(CFRFC),增加了放大器跨导率,提高了放大器的直流增益.同时,引入一个由电容耦合电流镜构成的瞬态检测电路,取代了传统LDO电路中的大电容,便于检测输出的跳变,增大对功率管的充放电能力,提高了环路瞬态响应速度,降低LDO环路的上/下冲电压.缓冲级采用了带电压负反馈的源级跟随器,在一定的静态功耗下,提高了动态电流,将次级点推到更高的频率,提高了电路相位裕度.仿真结果表明,输入电压为2～3 V时,该电路输出为1.2 V,最大负载电流为100 mA;当负载电流在0～100 mA时,LDO输出的最大过冲电压和欠冲电压为23 mV和27 mV,并且在低频时有较高的电源抑制比.     

一种无片外电容高瞬态响应LDO设计

针对SoC中电源管理模块对高功能-面积比和高瞬态响应的需求,本文提出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）,采用电压峰值检测技术实现动态电流偏置,进而提升系统瞬态响应。基于SMIC 40nm工艺的仿真结果表明,在典型负载切换状态下,提出方案的下冲和上冲恢复时间相比传统的FVF结构LDO电路分别缩短了75%和29%。     

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。     

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。     

一种快速瞬态响应型自启动LDO的设计

设计了一款适用于高压电源芯片的无片外电容快速瞬态响应型自启动低压差线性稳压器(LDO)。该LDO与芯片内部基准电路形成自供电自偏置环路,节省了芯片面积,适用电压范围为3.6～16.0 V,输出电压为5.10 V,具有功耗低、带宽宽等特点。电路采用Hspice进行仿真验证,在典型工艺角下,负载电流经100 mA/μs突变时,输出电压突变量最大为98 mV;在两种极端工艺角下,输出电压突变量最大为111 mV。环路特性仿真验证表明,该LDO带宽为3.6 MHz,3 dB带宽为2.5 MHz,相位裕度约75°,片内补偿电容仅3 pF。     

一种适用于SoC的瞬态增强型线性稳压器

为满足SoC系统负载快速变化的要求,提出了一种新型摆率增强型片上LDO系统。通过增加有效的内部检测电路,使LDO的功率管栅极电压可以快速地响应输出负载跳变,提高电路响应速度。采用中芯国际40 nm CMOS工艺模型,对电路进行仿真。仿真结果表明,当LDO的负载电流以100 mA/μs跳变时,电路的最大上冲电压为110 mV,下冲电压为230 mV,恢复时间分别为1.45 μs和1.6 μs。同时,在2 V电源电压下,电路的静态电流只有42 μA。     

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。     

一种带瞬态增强电路的无电容型LDO

设计了一种可用于SOC片内供电的新型瞬态增强无电容型线性压差调整器电路.相对于需要由误差放大器、缓冲器和反馈网络三级结构构成的传统LDO,该设计在简单的一级单管控制结构上增加了摆率增强电路(SRE)来实现瞬态响应增强,可以更容易地进行频率补偿,在简化设计过程的同时,保证了较快的响应速度.     

一种带瞬态响应增强的无电容型LDO

在传统无电容型LDO的基础上,设计了一种带瞬态增强的无电容型LDO。采用频率补偿方案,有效减小所需的片上补偿电容,节约了芯片面积。采用了过冲/下冲检测电路,用于检测负载瞬间变化时输出电压的变化,通过调节功率管栅极电压,提升了LDO的瞬态响应速度。采用0.13 μm标准CMOS工艺,对设计的瞬态增强无电容型LDO进行仿真验证。结果表明,片上补偿电容为2 pF时,系统静态电流为30 μA,当负载在1 μs内从1 mA变化到50 mA时,输出电压过冲为88 mV,下冲为50 mV,与不带过冲/下冲检测电路的LDO相比,分别提高了56%和54%。     

一种用于低压降稳压器频率补偿的压控电流源

利用小信号压控电流源(VCCS)电路产生所需零点,是一种先进的低压降稳压器(LDO)频率补偿方法。文章分析了VCCS频率补偿方法的原理和VCCS电路对LDO的瞬态响应及电源抑制(PSR)特性的改善作用,并提出了一种新的VCCS电路结构。该电路结构功耗低、占用面积小,在直到5 MHz的频率范围内,都有近乎理想的性能。采用这种结构的VCCS电路,基于0.5μm CMOS工艺,设计的一款300 mV压降,2.5 V输出电压,最大100 mA输出电流的LDO电路,具有很好的频率响应、瞬态响应和电源抑制特性。该LDO电路所用全部片上电容的总值不到1pF。     

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。