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低压差线性稳压器是电源管理类芯片中的一种,它在电子设备中的应用面非常广泛,譬如存储器芯片和固态硬盘,以及数模转换器和模数转换器芯片、锁相环等。同时也具有广泛的商业与工业用途,比如用在消费电子产品、无线通信设备、测试仪器以及中小型医疗器械等产业。不同的LDO线性稳压器有不同的性能优点,如高精度、高电源电压抑制比、低噪声、优良的瞬态响应性能等等,所以说,LDO在集成电路行业中扮演着重要的角色。静态随机存储器(SRAM)有着逻辑工艺兼容的特点,还有其高速的读写功能,并且功耗较低。在静态随机存储器中,存储单元和一些灵敏元件对电源供电非常的敏感,且需要满足其高速的读写功能,因此需要高速的瞬态响应性能,这就对存储芯片内部的电源模块提出较高的要求。本文提出了一种基于Intel 22nm FinFET CMOS工艺所设计的高速LDO线性稳压器,它的驱动能力为150mA,并用于静态随机存储器的电源系统。该LDO线性稳压器由误差放大器(慢环路)、功率调整管、翻转电压跟随器(快环路)及自校准模块等构成。其中,慢环路产生稳定的输出电压;电压信号经过复制环路的条件导通后再进入快环路,快环路由翻转电压跟随器和功率管组成,具有大摆率、大带宽的特性,当LDO线性稳压器的输出端产生负载电流的跳变时,整个系统的瞬态响应在快环路中进行反馈来调节电压,因为翻转电压跟随器具有更短的反馈路径和更大的带宽及摆率电流,因此这种特殊结构能够带来高速的瞬态响应。该LDO还有自校准模块以保证输出电压更精确。本文采用Cadence软件对LDO线性稳压器进行电路、版图设计和仿真分析。仿真结果表明:在1.24V电源电压下,该高速LDO线性稳压器的输出电压值为1.054V,在-40~125摄氏度范围内的温度系数是32.37ppm/℃。其在低频情况下,系统的电源电压抑制比为-57dB。其功耗为6.86mA。为满足高速的瞬态响应性能,牺牲了负载调整率和线性调整率,负载调整率为0.095V/mA,线性调整率为0.04V/V。当输出端负载电流在0到150mA之间突变时,其中突变时间为1ns,输出下过冲电压值为28.2mV,而过冲恢复时间为23ns,输出上过冲电压值为18.8mV,过冲恢复时间是34.5ns,系统具备高速瞬态响应的性能,能够驱动静态随机存储器正常的高速读写工作。