【摘 要】
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3D NAND作为一种非易失性存储器已经广泛应用于U盘、PC、手机、数据中心、智能驾驶汽车存储系统中。随着人们的存储需求越来越大,3D NAND凭借其存储密度大、功耗低、读写速度快等特点将继续保持其市场份额的领先[1]。低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator,LDO）作为3D NAND中电压供电模块,当系统工作状态发生变化时,其必须对负载变化做出快速响应,以避免负载模块进入错
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3D NAND作为一种非易失性存储器已经广泛应用于U盘、PC、手机、数据中心、智能驾驶汽车存储系统中。随着人们的存储需求越来越大,3D NAND凭借其存储密度大、功耗低、读写速度快等特点将继续保持其市场份额的领先[1]。低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator,LDO）作为3D NAND中电压供电模块,当系统工作状态发生变化时,其必须对负载变化做出快速响应,以避免负载模块进入错误的工作状态。因此,具有快速负载瞬态响应LDO的研究具有重要的科研和市场价值。本文首先介绍了LDO的基本工作原理及主要参数指标,然后根据3D NAND的需求设计了一种具有快速负载瞬态响应能力的LDO。本文通过三种方法提升其瞬态响应速度。第一,采用AB类误差放大器,并通过电流镜在运放输出端按比例放大充放电电流差值,从而提高功率管栅极调整速度。第二,增加瞬态增强电路。其工作原理是,当LDO负载发生变化时,选择性开启一条与与误差放大器-功率管主环路无关的充放电通路,以辅助误差放大器对功率管的调整,从而提高瞬态响应速度。当调整完成后,瞬态增强电路关闭,以降低系统功耗且不影响主环路正常工作。第三,采用动态尾电流源。与固定偏置尾电流源相比,动态尾电流源在负载发生变化时能增大误差放大器的尾电流源供电能力,从而提高功率管调整速度。当输出电压稳定后,尾电流源也将脱离电流临时放大状态,从而降低系统在稳定工作时的功耗。此外,由于本文包含2个电压偏置节点和1个参考电压节点,因此,本文还设计了带隙基准电压电路,以提供上述的3个电压。本文采用0.188)工艺实现电路设计,Cadence Spectre仿真软件进行电路仿真。从仿真结果可以看到,在不同工艺角、温度条件下本文所设计的快速负载瞬态响应LDO相比于目前3D NAND中使用的传统无片外电容型LDO过冲（overshoot）电压提升44.5%～47.6%;过冲恢复时间提升37.6%～39.2%;下冲（undershoot）电压提升60.7%;下冲恢复时间提升49.8%。
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