如何實現(xiàn)無外接電容型LDO環(huán)路的穩(wěn)定性

受益于半導體行業(yè)的飛速發(fā)展，各類電子產(chǎn)品已經(jīng)融入到人們的日常生活，特別是筆記本電腦、平板電腦、智能手機、MP3/MP4等便攜式產(chǎn)品已經(jīng)成為我們生活不可或缺的一部分。在如今提倡低碳環(huán)保的國際形勢下，合理利用能源變得尤為重要，而在電子產(chǎn)品中實現(xiàn)這一功能的便是電源管理芯片，DC-DC開關(guān)電源管理芯片由于其高效低耗的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備當中，同時市場的需求也為DC-DC開關(guān)電源芯片的性能提出了越來越高的要求。 DC-DC電源管理芯片內(nèi)部也是需要供電模塊的，一般由LDO（低壓差）線性穩(wěn)壓器和基準構(gòu)成，內(nèi)部供電模塊的性能與否直接影響到芯片自身的可靠性，因此內(nèi)部供電模塊是至關(guān)重要的，而LDO的環(huán)路穩(wěn)定性是諸多性能指標中最值得重視的。本文從LDO的基本理論和電性能指標入手，強調(diào)出LDO環(huán)路穩(wěn)定性的重要性，再從理論推導中分析了目前應(yīng)用較為廣泛的環(huán)路補償方式。根據(jù)對LDO低頻增益的需求，設(shè)計了一種能夠跟蹤負載對環(huán)路增益進行補償?shù)碾娐罚槍σ酝鶞暑A(yù)穩(wěn)壓電路對工藝的苛刻需求，及對系統(tǒng)最低工作電壓產(chǎn)生負面影響的實際情況，設(shè)計了一種自基準LDO，基準和LDO構(gòu)成自供電自偏置回路，無需再為基準單獨供電，這種設(shè)計方法，能夠有效地縮小DC-DC電源管理芯片內(nèi)部供電模塊的面積，從而減小芯片本身的面積，最終達到降低成本的目的。 基于0.5μm BCD工藝，在Hspice仿真平臺下，對上述的兩種無外接電容型LDO進行了驗證。仿真結(jié)果表明，跟蹤負載增益補償?shù)腖DO，負載從10μA變化至10mA時，補償前的環(huán)路低頻增益變化范圍為66.3dB～91.1dB，補償后則為78.8dB～91.8dB，并且補償電路對LDO自身環(huán)路穩(wěn)定性沒有影響。自基準LDO能夠支持2V-18V工作環(huán)境，靜態(tài)電流為48.93μA，線性調(diào)整率和負載調(diào)整率分別為57.27μV/V、28.9mV/mA，LDO和基準構(gòu)成的自偏置自供電回路增益低于-85dB。自基準的拓撲結(jié)構(gòu)對供電電路面積的減少有明顯效果，且不影響LDO環(huán)路穩(wěn)定性，電路實現(xiàn)方式是可行的。