随着集成电路在国内的发展,越来越多的企业将目标从消费类电子往汽车工业电子转移。汽车电子应用环境与消费类电子相比有相当大的差异,其中显著的区别就是汽车电子中电源电压高于消费类电子。要使汽车电子应用安全稳定,电源管理芯片的性能就显得尤其重要。线性稳压器因其结构简单、外围器件少、响应速度快、输出纹波小以及成本较低的特点,被广泛使用。本文通过对稳压器的基本原理进行研究,结合汽车电子的应用环境,设计了一款车用环境的宽输入高稳定性低压差线性稳压器。本文所做的主要工作如下:1.结合宽输入电压的应用环境,搭建了线性稳压器的基本结构。内部有预稳压模块,生成一个低电压供其他模块使用;功率管的结构采用隔离PMOS与高压PMOS串联的结构来耐受高压;误差放大器的输出与功率管之间添加缓冲级,将误差放大器输出的低压环路信号转换成两路高压信号进行功率管控制。2.集成了过流保护和过温保护电路。过流保护电路采用放大器进行环路控制,限制输出电流的最大值,防止芯片输出电流过高;过温保护电路在过温状态下输出跳变,控制关断功率管,直到芯片温度降到足够低再重新开始工作。3.为实现高稳定性的性能,结合环路中极点分布的特点以及大输出电流的需求,对误差放大器主环路添加了动态零点补偿电路,保证在全负载范围内输出稳定性够高;过流保护环路也添加了补偿电路,且补偿电路不直接添加在主环路信号上,防止影响主环路的正常工作。4.为了提高线性稳压器的效率以及降低芯片的功耗,本文对所有设计的电路进行了低电流处理,在不影响功能和性能的前提下,尽可能减小各个模块的电流,使得最终整体电流足够小。5.仿真验证性能参数并根据设计要求对电路进行修调,对完成的电路图进行了版图设计,流片完成后对样品的相关参数进行测试,并与设计要求相比较。本文设计的宽输入高稳定性低压差线性稳压器电路基于某海外0.18μm 60V BCD工艺。使用Cadence进行电路的设计和仿真,通过仿真验证,环路的相位裕度在corner、温度及负载变化的所有情况下均达到40°以上,满足高稳定性的性能要求;用Cadence完成版图设计,总面积为2260μm×1100μm;最终流片并测试芯片样品,测试结果表示,本文设计的线性稳压器电源电压最高可达40V,表现出宽输入的特性,最大输出电流为300m A,轻载时静态电流为19μA,过流保护和过温保护功能正常。