随着便携式电子产品越来越普及，人们对电源管理芯片的需求越来越多。作为电源管理芯片庞大家族中的一员，低压差（LDO，Low Drop-Out）线性稳压器以其极低的输入输出电压差、小的输出纹波、低的输出噪声、低静态电流以及低成本等优势，广泛应用于便携式电子产品中，比如，医疗、无线通讯工具、音频设备、PDA（个人数字助理）以及汽车电子等。目前，LDO线性稳压器正朝着更小尺寸、更低功耗、更高效率等方向发展，应用前景十分广阔，因此深入研究高性能的LDO线性稳压器仍具有十分重要的现实意义。本文首先分析了电源管理芯片的研究价值和对比了LDO线性稳压器与其它稳压器的优缺点；然后研究了LDO线性稳压器的系统结构，并对系统中各模块的性能参数进行了研究；分别设计了稳压器的子模块，并给出了仿真结果；研究了LDO线性稳压器的稳定性问题，给出了几种频率补偿方法；最后进行了整体仿真。本文设计的LDO低压差线性稳压器有五个主要部分组成，分别是参考基准，误差放大器，功率管，反馈网络以及保护电路。其中，重点设计了参考基准电压源，通过引入高阶补偿，获得了较低温度系数的带隙基准；设计了带密勒补偿的误差放大器，提高了LDO线性稳压芯片的整体性能；研究了功率管的工作原理，选取了合适的管子尺寸；为了保证整个系统的稳定性，研究分析了几种常用的频率补偿方法；最后，为了保障芯片工作的安全性，设计了相关的保护电路，包括过流保护电路和过压保护电路。在文章的最后对整个LDO线性稳压器进行了仿真分析。本文利用Cadence公司的Spectre仿真软件，采用上华CSMC0.5μm CMOS工艺模型库，在室温下，对所设计的LDO进行了整体仿真。仿真结果表明：LDO线性稳压器可在3V-5V电源电压下工作，典型输出电压为3V，最低漏失电压仅为60mV，线性调整率和负载调整率分别为0.044%和0.177%，电源纹波抑制比为-64dB，另外该设计还具有良好的瞬态特性和交流特性，能够满足设计要求。