LDO低压差线性稳压器设计..pdf

复旦大学硕士学位论文 LDO低压差一性稳压器设计姓名:腾显慧申请学位级别:硕士专业:电子与通信工程指导教师:易婷 20090322 摘要本文提出了一种基于SMIC(中芯国际) Logic CMOS工艺设计和仿真的低静态电流低压差线性稳压器(LDO)电路结构。通过设计一种改进型电流源电路为其提供偏置电流,及优化电阻反馈网络,有效降低了LDO的静态电流。仿真结果表明,,。线性调整率和负载调整率的典型值分别小于 %(16mVⅣ),线性调整率在采用理想基准电压() 时,%(Ⅳ)。输出的最大负载电流为150mA,压差在150mA输出负载电流下为250mV。关键词:低压差线性稳压器、低功耗、静态电流中图分类号:047半导体物理学 Abstract Alow quiescent current LDO ispresented inthisthesis,which isdesigned and simulated based on SMIC Logic CMOS using an improved current reference,and optimizing the resistor work,the quiescent current iseffectively simulation resultsshow thatthe maximum quiescent current and when circuitisinstandby mode and in normal work mode lineregulation andloadregulation islessthan %respectively intypical maximum load current is 50mA,and thedropout voltage is250mV when output currentis50mA. Indexterms:LDO、low-power、quiescent current 中图分类号:047半导体物理学 2 第一章引言第一节研究背景和意义随着便携式电子设备如手机、笔记本电脑需求的增加,对于低输出电压, 低输入输出电压差(Low Drop-out Voltage)的稳压器的需求也在增加。供电系统, 经常加入线性稳压器来抑制噪声以提供低噪声的输出。随着便携式器件体积的减小以及功耗的降低,其工作电压也在不断降低,因此其对低电压的要求是必然的。便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。,,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净一无纹波、无噪声,以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。而LDO(低压差线性稳压器)由于具有结构简单、成本低廉、低噪声、低功耗及较小的封装尺寸等突出优点,在便携式电子产品中得到广泛的应用。目前,各大公司竞相推出各类稳压器产品,例如,凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)最近推出微功率LDO LT3009,该器件具有仅为3uA 的超低静态电流。LT3009还具有仅为280m、,的低压差,提供高达20mA的输出电流,。在整个电压、负载和温度范围内,输出容限严格调节在±2%之内。,可以看出市场竞争日益激烈,对它的研究与开发有非常高的市场价值。近来,业界对于LDO功耗、输出电流和稳定性方面有大量的研究。本文从LDO的结构着手,在功耗方面做了改进,同时保证了其稳定性。第二节本文的内容安排本文共分为七章。此为第一章,引言部分。第二章简要介绍LDO的基本结构及组成部分、工作原理、LDO的术语及含义等。第三章详细介绍LDO稳压器设计的重点难点及电路各个组成部分的特性。第四章、第五章为本文的主要内容。第四章介绍本文提出的电路结构及其特点。第五章对仿真结果进行分析总结。第六章