随着电子科学技术的发展,移动电子设备的普及,以及可穿戴电子行业的持续升温,电子系统朝着小型化、一体化和集成化的方向发展。作为电子系统最基本的功能,电源管理技术也因此获得了广泛的关注。而随着人们对移动电子设备小型化便携化需求的增加,片上电源管理技术逐渐成为了国内外的研究热点。本文对片上线性稳压技术进行了详细深入的研究,介绍了针对片上线性稳压器环路稳定性和瞬态响应性能的优化结构,这些优化结构对于提高片上线性稳压器的稳定性和瞬态响应精度有着重要的意义。本文首先指出了线性稳压器作为射频集成电路的电源管理模块的重要性,简要介绍了其基本工作原理,给出了几种常见的拓扑结构,对比分析了各结构的优点和缺点。然后根据本文所选的线性稳压器拓扑结构,对稳压器环路内的各个模块包括基准电压源、误差放大器和串联传输元件等进行了简要的分析介绍。详细讨论了线性稳压器的包括压差电压、静态功耗和效率、线性调整率和负载调整率、整体精度和瞬态精度以及噪声和电源纹波抑制在内的各个性能指标。紧接着,针对片上集成的线性稳压器,分析了其环路稳定性和瞬态响应性能,同时分别给出了几种可实现性能优化的电路结构。最后,基于所介绍的环路稳定性和瞬态性能优化策略,本文设计了一款无需片外电容的全片上集成线性稳压器。采用65nm CMOS工艺进行了实际电路设计、流片和芯片测试。实际测试结果表明,这款线性稳压器的输出精度高,并可实现宽负载电流范围内的环路稳定性以及优良的瞬态响应性能。本文所设计的LDO线性稳压器输入范围为从2.0V到3.0V,恒定输出1.8V。在输出满载的条件下可实现约200mV左右的低压差。同时稳压器所要求的最小负载电流仅约为100μA,并且在负载电流满输出范围变动的条件下,输出电压抖动均小于80mV。在最低负载电流条件下,稳压器的地电流在常温下可低于40μA。同时,该线性稳压器也具有优良的线性调整和负载调整特性,在此条件下其低频电源纹波抑制比也可达到约64dB。