电源管理电路芯片具有高集成度、高性价比、最简外围电路、能构成高效率电源等优点,以及广阔的市场前景。本文中所设计的电路——负电源线性调节器是电源管理芯片的一种,其主要特点是功率器件工作在线性状态,具有稳定度高、可靠性好、成本较低等优点。目前此类芯片市场基本被国外大公司所垄断,因此掌握此设计技术并对其中关键技术的研究,对国内IC 设计产业的发展具有重要意义。本文设计了一种负电源NPN 达林顿型线性调节器的电路及版图,采用某公司成熟的双极工艺,具有-5、-12、-15、-18、-24 等5 种可选电压输出,最低输入电压可达-40V,最大输出电流为100m A,最大结温为150℃,而且采用内部补偿方法使电路的具有很高的稳定性。通过仿真验证电路具有较强的调整能力,可最大限度地稳定输出电压。另外,在电路中还设计了热保护、电流限制和安全区保护电路,使电路可以在更安全的状态下工作,延长了芯片寿命。在设计电路过程中,仔细考虑了设计中所遇到的各种问题,并着眼于如何在设计电路的同时最大限度的克服工艺和制造的误差。采用某公司成熟的双极工艺库及专用SPICE 模型对所设计电路进行了仔细模拟仿真,并最终达到设计要求。并且还采用PCB 测试电路实现了电路功能,进一步验证了电路的实用性。在版图的设计过程中,充分考虑了各种版图设计因素,并用标准的设计流程设计出达到设计要求的版图,最后借助设计软件Cadence 对版图进行各种必须的验证并最终通过验证。论文还针对此类电路的重点和难点问题进行了深入研究,主要集中在通过频率补偿技术改善系统的稳定性和瞬态特性的改善两大问题。先对其基本原理进行深入的分析,然后提出解决问题的办法。对于频率补偿技术,分别详述了传统的频率补偿方法、密勒补偿方法及提出的一种鲁棒性频率补偿技术,最后对旁路电容引起的不稳定因素进行了分析,并提出解决办法。对于改善瞬态特性,在分析瞬态响应成因的基础上,总结改善的各种途径,重点阐述一种宽带调节器电路和一种快速响应环电路。