一种高稳定性、快速瞬态响应的ldo设计

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目一种高稳定性、快速瞬态响应的LDO设计学科专业微电子学与固体电子学学号201521033035作者姓名代淋指导教师张国俊教授II分类号密级注1UDC学位论文一种高稳定性、快速瞬态响应的LDO设计（题名和副题名）代淋（作者姓名）指导教师张国俊教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单

2、位和日期电子科技大学2018.06答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DesignofAHighStabilityandFastTransientResponseLDOAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MicroelectronicsandSolidStateElectronicsAuthor:DaiLinAdvisor:Prof.ZhangGuoJunSchool:Schoolo

3、fElectronicScienceandEngineering摘要摘要随着便携式智能设备和汽车电子产品的迅猛发展，对电源管理芯片的要求越来越高。低压差线性稳压器(LDO)作为电源管理芯片的重要成员之一，由于其低噪声、无输出纹波、电路简单和成本低等特点，使其非常适合片上系统（SOC）的集成和高性能模拟电路对电源的要求。传统的低压差线性稳压器，常常需要外接一个微法大小的输出电容，这个输出电容起到频率补偿、降低输出噪声和加快瞬态响应的作用。输出电容和其等效串联电阻（ESR）形成左半平面零点，用来补偿电路，抵消次极点对电路稳定性的影响。这样，输

4、出电容以及ESR的大小对整个电路的稳定性至关重要，从而限制了ESR的取值范围。此外，由于ESR阻值常常容易受到外界环境的影响，导致ESR的阻值大小可能变化比较大，电路稳定性降低。本文的设计目标是设计一种高稳定性、快速瞬态响应的LDO电路。使得ESR阻值大小在较大范围内变化时，电路仍然能够保持较好的稳定性。本文首先介绍了LDO的基本原理和各项参数指标的含义，然后通过传统的弥勒补偿引出了本文的补偿方式，接着对瞬态响应过程进行了详细的分析，并给出了本文用来提高瞬态响应的方法。最后，结合电路的整体功能，分析设计了偏置模块、基准放大器模块、电流限制

5、模块、过热保护模块、驱动模块和启动模块。最后，基于某研究所的32V双极型工艺，对整体电路进行了整体仿真。仿真结果显示如下：固定输出电压-1.21V、-2.5V、-3V、-3.3V、-5V、-12V和-15V，负载电流范围1mA-1.5A，静态电流为1.1mA，压差为310mV，线性调整率为0.87mV/V，负载调整率为3.6mV/A,PSR在1KHz时为80dB。Cout在1μF~10μF内变化，ESR在1m-1Ω内变化，电路均可保证稳定。Cout=10μF，ESR=10mΩ，负载电流由50mA跳变到1.5A，Vout最大跳变量小于3.4

6、%，20us内稳定。关键词：线性稳压器，稳定性，瞬态响应IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofportableintelligentequipmentandautomotiveelectronicproducts,therequirementofpowersupplyandpowermanagementchipisgettinghigherandhigher.Low-DropOutlinearregulators(LDO)isoneoftheimportantcomponentsofpower

7、managementchip,ithasthecharacteristicsoflownoise,nooutputripple,simplestructureandlowcost,whichmakesitverysuitablefortheintegrationofon-chipsystemandthehighperformanceanalogcircuit.ThetraditionalLDOsoftenneedanexternalmicro-leveloutputcapacitor.Theoutputcapacitorcanbeused

8、tofrequencycompensation,reducetheoutputnoiseandacceleratetransientresponse.Theoutputcapacitorand