随着人们对汽车需求的增长和整车中电子系统所占比重的增加,汽车电子市场一直以飞快的速度在发展。LDO(low-dropout regulator)作为一种电源管理芯片,被广泛应用于各种电子系统,因此对汽车电子系统中LDO的研究具有非常重要的科研价值和市场价值。本文介绍了LDO的基本原理,对车用LDO中高精度带隙基准、保护电路、环路补偿方案和瞬态增强电路等难点进行了研究与设计。基于对带隙基准中非理想因素的分析,针对其中高阶温度相关的电压误差,提出了一种基于Brokaw结构的指数型曲率补偿方案,可以结合β-help结构,降低基极电流引入的误差;针对其中一阶温度相关的电压误差,设计了一种PTAT(proportional to absolute temperature)电压修调方案,通过工艺角和蒙特卡洛仿真预测修调后基准的温度漂移系数,保证静态输出精度的同时提高了输出电压的温度稳定性。根据本设计中LDO的应用需求,设计了一种高电源抑制比、高精度的带隙基准电路。自适应驱动的预稳压电路提高了带隙基准的电源抑制比,低功耗修调码值产生电路结合电压、电流修调技术提高了基准输出的精度。针对车用LDO高可靠性和宽工作温度范围的应用需求,设计了一种带斜坡使能控制和斜坡基准建立的软起动电路,避免LDO在启动过程中产生浪涌电流,同时为LDO添加了限流及带迟滞功能的过温和欠压保护模块,提高系统的可靠性;对所有指标进行-40℃-150℃的高低温和6σ的全工艺角仿真,并对关键指标进行了6σ的蒙特卡洛仿真,保证电路性能的稳定。采用了一种基于伪ESR(equivalent series resistance)补偿和极点-极点追踪的环路补偿方案,以降低保持环路稳定所需的补偿电容。结合LDO主环路的结构,设计了一种直接作用于输出端的瞬态增强电路,以提高LDO在负载瞬态响应过程中的输出精度。本文基于某代工工艺,设计了一种车用快速瞬态响应的LDO,其输入电压范围为2.7V-3.6V,输出电压为2.5V,最大输出电流为200mA,输出负载电容为1μF。瞬态响应过程中,输出电压的过冲为18mV,稳定时间为14μs;下冲电压为15mV,稳定时间为5μs。