【摘 要】
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低压差线性稳压器（Low Dropout Linear Regulator,LDO）作为片上系统（System on Chip,So C）电源管理的一部分,对系统的稳定工作起着重要作用。相比于模拟低压差线性稳压器（Analog Low Dropout Linear Regulator,ALDO）,数字低压差线性稳压器（Digital Low Dropout Linear Regulator,DLD
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低压差线性稳压器（Low Dropout Linear Regulator,LDO）作为片上系统（System on Chip,So C）电源管理的一部分,对系统的稳定工作起着重要作用。相比于模拟低压差线性稳压器（Analog Low Dropout Linear Regulator,ALDO）,数字低压差线性稳压器（Digital Low Dropout Linear Regulator,DLDO）对工艺、电压和温度变化不敏感,且可以更容易地进行工艺升级。基于此,本文采用SMIC 0.13μm CMOS工艺设计一种基于三环路的混合低压差线性稳压器（Hybrid Low Dropout Linear Regulator,HLDO）。主要包括以下内容:首先,在分析传统一阶带隙基准电路（Bandgap Reference,BGR）的基础上,采用分段温度补偿和曲率补偿相结合的方法,设计了一种分段曲率补偿带隙基准电路。仿真结果显示,该分段曲率补偿带隙基准电路获得了0.8ppm/℃的温度系数,-83.2d B@1Hz的电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio,PSRR）。接着,针对传统双尾动态比较器具有较高延时的特点,本文设计了一种低延时双尾动态比较器。仿真结果显示,所设计的双尾动态比较器的延时为1.59ns。针对传统折叠式共源共栅结构的低电源效率的问题,设计了具有AB类输出级的误差放大器,在减小静态功耗的同时,提高了误差放大器的增益。仿真结果显示,本文所设计的误差放大器的环路低频增益为95d B,相位裕度为53°,环路带宽为473.7k Hz。最后,在给出基于三环路的混合LDO结构和原理的基础上,设计了包含瞬态增强电路、延时电路和保护电路等的三环路混合LDO系统。仿真结果表明,本文设计的基于三环路的混合LDO系统获得了1.0V的输出电压,10m A的最大负载电流,负载范围内103.6uA的最大静态电流,0.95mV/V的线性调整率,0.076mV/mA的负载调整率。
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