使用NMOS管和放大電路設(shè)計(jì)低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器

　　傳統(tǒng)的低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器LDO，需要在其輸出端添加輸出電容，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但這會(huì)存在兩個(gè)主要的問(wèn)題：一方面，輸出端產(chǎn)生的極點(diǎn)位置并不是固定不變的，而是隨著負(fù)載變化的，LDO的頻率補(bǔ)償很大程度上取決于負(fù)載。因此，對(duì)輸出電容的數(shù)值及類(lèi)型提出了嚴(yán)格的要求;另一方面，增加了成本及PCB板的面積。因此，研究無(wú)片外電容LDO是非常有必要的。本論文首先對(duì)電源管理芯片及LDO的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景做了介紹，重點(diǎn)分析了其主要指標(biāo)及提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、瞬態(tài)響應(yīng)的方法。然后，詳細(xì)闡述了本文所設(shè)計(jì)無(wú)輸出電容LDO電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，并重點(diǎn)討論了電路子模塊的設(shè)計(jì)分析與仿真驗(yàn)證。最后，論文給出了整體電路的仿真結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)電路的功能與性能。本文所設(shè)計(jì)的無(wú)輸出電容LDO采用NMOS管作為調(diào)整管，利用伺服跨導(dǎo)放大電路及電容為調(diào)整管的柵端提供直流偏置，采用小電流電荷泵電路產(chǎn)生的電壓作為伺服跨導(dǎo)放大電路的供電電壓，一方面提高了調(diào)整管的柵端電壓，另一方面減小紋波對(duì)輸出電壓的影響，并采用可變參考電壓電路來(lái)提高誤差放大器輸出電壓的擺幅，從而提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍。同時(shí)，伺服跨導(dǎo)放大電路與電容提高了系統(tǒng)直流工作點(diǎn)的穩(wěn)定性。芯片采用0.35μm CMOS工藝，基于Cadence等設(shè)計(jì)工具及Hspice D仿真軟件對(duì)其仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明，芯片的壓差約為100mV，系統(tǒng)的最差相位裕度約為45？，在-40？C~125？C的溫度變化范圍內(nèi)，輸出電壓的溫度系數(shù)為14.108ppm/？C，在全負(fù)載范圍及全輸入電壓范圍內(nèi)，輸出電壓均較平穩(wěn)。仿真結(jié)果表明，電路功能和性能均符合指標(biāo)要求。