一种超低功耗的低压差线性稳压器环路补偿方法

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1、第50卷第1期西安交通大学学报Vo1．50NO．12016年1月JOURNAIOFXI’ANJIAoT()NGUNIVERSITYJan．2016DOI：10．7652／xtuxb2O1601021一种超低功耗的低压差线性稳压器环路补偿方法刘晨。，来新泉，钟龙杰，杨伟(1．西安电子科技大学CAD研究所，710071，西安；2．空军程大学防空反导学院，710051，西安)摘要：针对低压差线性稳压器(LDO)电路设计中为改善环路补偿的稳定性增加电流缓冲电路而带来额外功耗的问题，提出一种嵌入式IDO环路补

2、偿方法。该方法在原IDO的误差放大器模块中，嵌入一个由晶体管和电容组成的电流缓冲电路，该结构与误差放大器的共源共栅输出级共用晶体管，由于整体电路中不增加新元器件，因此消除了引入缓冲电路所带来的额外功耗。仿真实验验证了加入电流缓冲电路后系统环路稳定性能得到了改善。采用联华电子公司0．5／,m5V的CMOS工艺线在LDO中进行了投片验证，实测芯片静态功耗电流仅为5OA，当输入电压从3V跳变到5V时，输出电压的上冲与下冲都小于15mV，负载电阻从18kQ跳变到9Q时，输出电压的最大变化小于20mV。投片测

3、试结果表明，该补偿方法可在提高系统环路稳定性的同时消除额外功耗。关键词：集成电路设计；环路补偿；嵌入式结构；电流缓冲技术中图分类号：TN911．7文献标志码：A文章编号：0253—987X(20l6)01-013906ALoopCompensationMethodofLowDropoutRegulatorwithUltraLOWPowerIIUChen，LAIXinquan。ZI-IONGLongjie，YANGWei(1．InstituteofElectronicCAD，XidianUnivers

4、ity，Xi’an710071，China；2．SchootofAirandMissiieDdense，AFEU，Xi’alp．710051，China)Abstract：AnembeddedloopcompensationmethodofI．DOisproposedtosolvetheproblemthatthecurrentbuffertechniqueovercomesthedrawbackoftraditionalmillercompensation，butconsumesextrapowe

5、r．Itmergesthecurrentbufferintothefold—backamplifier，SOthattheIDOcircuitandthecurrentbuffercircuitsharethetransistor，andtheloopstabilityofthecircuitcanbeimprovedwithoutaddingthecomponents．Theprincipleoftheproposedcompensationmethodisanalyzedanddescribed

6、indetail．Themethodistestedinalow—dropoutvoltageregulatorusingUMC0．5m5VCMOStechnology，andtheresultsshowthatchipstaticpowercurrenthasonly5O／,A．andboththeoutputvoltageovershootandundershootarebelow15mVwhentheinputvoltagechangesfrom3Vto5V．Themaximumchangeo

7、ftheoutputvoltageislessthan2OmVwhentheloadresistancereducesfrom18kQto9Q．Themeasurementresultsshowthattheembeddedstructureeliminatestheextrapowerlossandimprovesloopstability．Keywords：ICdesign；loopcompensation；embeddedstructure；currentbuffertechnique收稿日期

8、：201506—03。作者简介：刘晨(1977一)，男，博士生；来新泉(通信作者)，男，教授，博士生导师。基金项目：国家自然科学基金资助项目(61106026)；中央高校基本科研业务费资助项目(JB150222)。网络出版时间：2015—11—05网络出版地址：http：／／WWW．cnki．net／kcms／detail／61．1069．T．20151105．1950．002．html西安交通大学学报第5O卷在常用的低压差线性稳压器(LDO)设计中，为n1了提高转换