一种可双向停机的高精度LDO的研究与设计

摘要

在各种便携式电子产品的不断普及下，市场对电源管理芯片提出了越来越高的要求，芯片工作的电压也不断下降，因此噪声和纹波等干扰信号对芯片电路的影响越来越明显，LDO线性稳压器因为具有很低的输出电压，以及对纹波良好的抑制作用在低压应用中广泛普及。
　　本研究设计的LDO输出电压低达-1.22V，满载时的输出电流达到1.5A，另外还对使能电路进行了精心设计，使其具有双向停机功能，能够在芯片外围更灵活的控制芯片的开启和关断，满足更丰富的应用需求。采用了基准产生电路与误差放大器融合的结构，大大简化了电路，且保证了基准的精度和误差放大器的增益，减少了噪声源，更好地提升了输出电压的精度。首先从介绍了常用的模块设计技术，分析了各技术存在的优缺点，继而引出本文的设计方向，进一步提出了辅助提升精度的偏置电流补偿技术和电阻修调技术，结合本文的实际电路设计了合理的补偿和修调方案，进一步提升输出电压的精度，最后对稳定性也进行了分析，设计了密勒补偿方案，保证了系统环路的稳定性。基于研究所的WP32双极工艺库，在Cadence仿真平台上对整体电路进行仿真，得出各个性能参数的曲线以及温度、输入电压与这些性能参数之间的关系，结果显示本文设计的LDO电路的线性调整率，负载调整率，都超过预期目标，达到高精度的要求，各个模块功能正常，整个系统也具有良好的稳定性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 电源管理类芯片的现状

1.2 电源管理类芯片的分类

1.3 LDO的发展趋势

1.4 主要内容和章节安排

第二章 LDO线性稳压器基础理论

2.1 LDO线性稳压器的定义及基本结构

2.2 LDO线性稳压器的分类

2.3 LDO线性稳压器的性能指标

第三章 常见的LDO使能电路和提升LDO精度的相关技术

3.1 常见的使能及偏置电路

3.2 带隙基准电路相关技术和分析

3.3 LDO中误差放大器的相关技术和分析

3.4 偏置电流消除技术

3.5 本章小结

第四章 LDO电路设计

4.1 芯片整体结构设计

4.2 使能电路的设计

4.3 偏置电路的设计

4.4 本文设计的基准产生与误差放大电路的融合结构

4.5 ADJ引脚的偏置电流消除电路

4.6 基准电路中关键电阻R0的修调网络设计

4.7 驱动电路的设计

4.8 LDO稳定性的分析和设计

4.9 本章小结

第五章 LDO整体仿真与分析

5.1 ADJ引脚电压的温度特性

5.2 线性调整率

5.3 负载调整率

5.4 漏失电压

5.5 SHDN引脚流入电流

5.6 ADJ引脚电流

5.7 静态电流的仿真

5.8 GND引脚电流的仿真

5.9 环路稳定性

5.10 输入纹波抑制比

5.11 输出噪声

5.12 瞬态响应特性

5.13 本章小结

第六章 总 结

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果