基于电流模式BUCK型开关电源的低功耗误差放大器设计

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1、：分类号单位代码：１０１４０密级：公开学号：４０３１５３１７３３．．．？ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ基于电流模式ＢＵＣＫ型开关电源的低功耗论文题误差放大器１设ｉ十目：－ｌＬｏｗｏｗｅｒＥｒｒｏｒＡｍｉｆｉｅｒＤｅｓｉｎＢａｓｅｄｏｎＣｕｒｒｅｎｔＭｏｄｅｐｐｇＢＵＣＫＳｗｉｔｃｈｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｌｔＭｏｄｅｐｐｙ论文作者：张丹指导教师：赵宏亮副教授专微电子学与固体电子学完成时二○一八年五月间：Ｖ辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重

2、声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中进行了标注，并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：旅身年５月？日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件－、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号“”内划Ｖ）７授权人签名：指导教师签名：Ｐｉｂ：曰期：滅年５月３曰曰期３月曰冰年夕］丨申请辽宁大学硕士学位论文基于电流模式BUCK型开关电源的低功耗误差放大器设计Low-powerE

4、rrorAmplifierDesignBasedonCurrentModeBUCKSwitchingPowerSupply作者：张丹指导教师：赵宏亮副教授专业：微电子学与固体电子学答辩日期：2018年5月20日二○一八年五月·中国辽宁摘要摘要开关电源具有稳压范围宽、微型化、高效率等许多优点，因此被大量地使用在多个领域的各种电子产品中。特别是最近几年，由于便携式电子设备的广泛应用，开关电源在研发方面也面临着许多新的挑战，尤其是对电路的稳定性和低功耗等性能指标要求更严格。作为开关电源的核心电路，误差放大器（ErrorAmplifier）的增益和带宽等特性直接影响整个系统的负载调整性及响应速度

5、等动态特性，因此高性能低功耗误差放大器的设计在开关电源电路中起到至关重要的作用。本论文基于0.5μmBCD工艺设计了一种适用于电流模式控制降压型（BUCK型）开关电源的低功耗误差放大器。文中主要内容包括：第一，对开关电源的一些概念、发展历史、国内外发展现状以及未来发展方向做一些简单的介绍；第二，对BUCK型电路结构以及工作原理、电压模式和电流模式几个方面做了分析；第三，在理论分析的基础上，根据系统的设计要求完成了误差放大器电路的设计，提出了符合设计指标的具体的晶体管级电路结构，并对电路中的误差放大器核心电路、钳位电路、偏置电路、软启动功能电路、内外补偿电路和迟滞比较器功能模块进行了详细的

6、分析；第四，利用CadenceSpectre仿真软件对整个误差放大器的几个重要指标进行了电路仿真；第五，对本文版图设计中注意的问题进行分析并基于0.5μmBCD工艺画出整个低功耗误差放大器的电路版图。第六，总结了该论文的所有工作和一些不足。在不同工艺角下对电路性能进行了仿真，仿真结果表明，误差放大器的开环增益为56.35dB~59.89dB、单位增益带宽为8.62MHZ~13.56MHZ、相位裕度为52.4°~74.5°、建立时间为29.7ns~44.5ns、摆率为3V/μs~3.38V/μs、共模抑制比为94.21dB~127dB、电源电压抑制比为60.28dB~67.23dB、在3.

7、3V的电源下功耗为48.18μW~53.46μW，符合系统指标要求。在整个设计过程中，所设计的误差放大器电路具有以下特点：1、在误差放大器的设计过程中，将部分输入管设计在亚阈值区工作，实现了电路的低功耗；2、设计了两种补偿结构，内补偿和外补偿，在实际应用中可以针对不同设备对系统稳定性的要求选择合适的补偿结构。正常情况下，内补偿可以满足系I摘要统稳定性要求，内补偿相对于外补偿来说节省面积，因此优先选择内补偿。然而，在对系统稳定性和增益