高性能CMOS低压差线性稳压器的设计

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1、高性能CMOS低压差线性稳压器的设计摘要从便携式产品电源管理的发展趋势看，追求更高性能更低成本的稳压电源仍然是一个很活跃的领域，因此低压差线性稳压器的研究具有非常重要的现实意义。本文采用TSMC0．6“mCMOS工艺制程，设计了一种为单手机芯片中的数字I／O模块提供稳定电源电压的LDO线性电压调整器，该芯片配以必要的简单外部设备即可构成完整的直流稳压电源解决方案。实现了2．8V．5．5V输入电压下2．8V的稳定输出电压，最大负载电流100mA，在最坏的环境下，静态电流259A，线性调整率O．032％／V，负载调整率1．

2、1％，压降低于100mV，电源抑制比大于70dB，保证了低压差低功耗的要求，同时该线性稳压器具有限流和过温保护功能。本文根据设计要求，详细设计了线性稳压器的内部电路模块，包括：基准源、误差放大器、调整管、反馈电阻、过温保护、限流保护等，并对基准源的电源抑制比特性和线性稳压器的稳定性进行了重点分析。借助设计软件CadenceSpectre完成了整体电路的设计和电路仿真，利用Virtuoso完成版图的设计，应用Mentor公司的Calibre工具进行了版图的验证和参数提取，并进行了后仿真。仿真结果表明该低压差线性稳压器均达

3、到了指标要求，并具有良好的性能。关键词：线性稳压器电源管理电源抑制比低压降功耗DesignofCMOSLowDropoutVoltageLinearRegulatorwithHighPerformanceAbstractWiththefastgrowingdemandofportableelectronic·products，pursuinghighperformanceandlowcostpowermanagementintegratedcircuitisstillahotfield，SOitisofgreatimp

4、ortanceandhasrealitycontributiontoresearchtheLDOlinearregulatorcircuit。Theobjectofthispaperistodesignlowdropoutvoltageregulator(LDO)withTSMS0．6“mCMOStechnology．TheLDOisusedforDigitalI／Opowersupply．Ithasachievedawideinputvoltagewhichtherangeisfrom3Vto5．5Vandastab

5、leoutputwhichis2．8V，thelargestloadcurrentis100mA，theDropoutvoltageislessthen100mV，thequiescentcurrentis251xA，thelineregulationis0．36％，theloadregulationis1．1％，thePSRRislargerthen70dB．Thelowpowerdissipationisrealized．AdditionallythisLDOhastheover—currentandover—te

6、mperatureprotectioncircuits．Inthispaper，accordingtothesimulationdesignspecification，thespecificcircuitimplicationsanddesignsofthemajorblocksoftheLDOarediscussedi．e．，thereferencecircuit，theerroramplifier，thepassdevice，thefeedbackresistor，theprotectioncircuits，etc

7、．ThepaperisfocusedtheanalysisonthefrequencystabilityissueoftheLDOandthepowersupplyrejectionratiocharacteristicsofthebandageReferences．TheentirecircuitsimulationbytheCadenceSpectretool，thelayoutdesignandlayoutverification，backendsimulationhavebeendonebyVirtuoso，C

8、alibreandSpectretools．Theresultsofsimulationmeetthefunctionrequirement．Keywords：LDO；powersupplymanagement；PSRR；lowdropoutvoltage；powerdissipation插图清单图1．1线性稳压器的工作原理⋯⋯⋯