|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
目录
R" V- `' p: d1 }第一部分 应用...................................................................................11 d4 _* W- t/ T7 y/ D0 k8 ?$ i
LDO 的分析与设计............................................................................................................................................ 15 m& E$ x# w# v' O" L) V, c: P
LDO 芯片的特点................................................................................................................................................ 1/ R W* M0 O j9 n/ p2 a: I3 ?* G
LDO 芯片的详细性能参数................................................................................................................................ 1
" J' O+ D% b, W/ y9 r$ `: ~第二部分 电路设计报告...................................................................5) E! v$ y( g l
整体电路上电启动模块 ..................................................................................................................................... 53 P8 K$ F5 C& T% v/ N4 @& t! l' {
电流偏置模块 ..................................................................................................................................................... 7& S' R9 J' p/ t6 T1 ^0 v: i7 K
带有修调功能的基准模块 ................................................................................................................................11; k; q+ i) M- e$ Y
带隙基准源的修调电路设计 ........................................................................................................................... 21
4 _" k a" L3 ^, l7 a6 M n. I预调整放大器模块 ........................................................................................................................................... 236 E& n; H8 ?5 I6 }
低通滤波器模块 ............................................................................................................................................... 274 {1 h3 P; i6 M
保护电路模块 ................................................................................................................................................... 31
( ?* G5 _9 ~2 y% h* L6 O电压跟随器模块 ............................................................................................................................................... 390 y) ~+ K& Z; c4 H/ _! Q
第三部分 总体电路的仿真 ............................................................43; u( m, g7 u4 x8 d/ U6 l2 M
直流参数........................................................................................................................................................... 44* a2 v0 T, S! R" M2 Z; Q6 Y, p( c% T) o
线性调整率....................................................................................................................................................... 45
. o8 \$ [4 ?7 g: t. A) t% n负载调整率....................................................................................................................................................... 46
, c7 ^- j% S8 P) F; |2 E* n' R静态电流........................................................................................................................................................... 46
9 C3 m6 K( n' ~- {" b; d瞬态仿真........................................................................................................................................................... 47# x/ G8 Q$ N3 U ]6 c4 H0 m
噪声仿真........................................................................................................................................................... 48% J# \+ q8 k1 l! U; W
交流特性仿真 ................................................................................................................................................... 49& B- {5 [3 T2 `- k) n \; s" S
PSRR 特性仿真 ................................................................................................................................................ 52
+ A: L& U) I* O$ [8 m$ `第四部分 LDO 芯片版图设计.......................................................56
0 _, L& R b6 j; H2 `% G6 x# s' L
9 Y. [- ^& {2 L第一部分 应用& q, v' E& b. v* Y9 \
LDO 的分析与设计) w1 X# d0 A5 f4 I3 A1 {
本论文完成了一种应用于集成于射频芯片的LDO的分析与设计。本文主要从稳定性、负载瞬态响应、电源抑制比和噪声四个方面进行了分析。然后，采用SMIC 0.18μm CMOS工艺完成了包括功率调整管、电阻反馈网络和误差放大器三个部分的电路设计，并用cadence SPECtre对设计的整体电路进行了仿真和优化，最终实现电路的设计要求，而且可以在片内集成。可在0.1mA～300mA的负载电流范围内稳定工作，电路正常工作时温度范围：-55℃~+125℃，该电路工作电压范围为2.1～3.6V，输出电压1.8V，输出电压在全范围的波动：≤4mV，输出电压准精度：≤10mV，最小压差在300mV以下，静态电流≤60uA；在10Hz～100KHz范围内的内部输出噪声积分约为，≤20μVRMS@20mA、≤50μVRMS@80mA、≤100μVRMS @300mA；电源抑制比（PSRR，在10KHZ以下）：≥60dB@20mA、≥60dB@80mA、≥60dB@300mA；线性调整率：≤0.1%；负载调整率：≤1%；启动时间：≤100us；电压瞬态响应：≤30us；负载瞬态响应：≤50us；输出启动电压过冲：≤100mV；集成输入欠压过压保护、输出断路保护。另外集成过温保护以及输入软启动电路。
: H9 F- D1 d' o, X+ m0 O) a$ E9 V. E- J1 X
LDO 芯片的特点
1 L! ^- I6 B7 C% H1 E●低静态电流, l) }! G3 e M! _6 K7 ]
●0.1mA～300mA的负载电流范围内稳定工作，带载能力强; c' {% a( s7 R+ M
●在10Hz～100KHz范围内的内部输出噪声小2 \8 w* O- s( I2 A% B
●高电源抑制比（PSRR，在100KHZ以下）' p$ {9 b% k5 ]1 M' x* ^4 M% X# R
●可全片内集成! @5 K7 y- E( M* I
! I2 J9 Z+ \% m: f4 _! V3 |LDO 芯片的详细性能参数
7 c4 h- |# e: m" _; S! R5 h" V; G下面将集中讲述一下此次芯片电路设计应该满足的条件，以便于在电路设计过程中有一个总体的设计框架和设计思路。
' a$ F) G/ d" d8 w9 l3 ^衡量LDO的性能参数较多，下面介绍主要的几种性能参数。从对这些性能的分析过程中，可以看到各个性能之间不是独立的，性能和性能之间会相互影响和制约。因此，在设计时，要根据具体要求来具体分析。
" Q% L4 V; z3 u+ X5 \' `1）电压差(Dropout Voltage)
' \' Y0 \ P! q& g" R$ G# X) s& ^2 M当输入电压下降时，输出电压不能再恒定在预定的值，这时的输入电压与预定的输出电压的差值就是电压差。在实际设计LDO时，为了达到更高的效率，常常希望电压差越小越好。一般通过增大功率调整管的尺寸，就可以使电压差减小。但是调整管尺寸的增大，会对稳定性、负载瞬态响应及电源抑制等性能有很大影响。因此，在设计时，需要根据具体要求来具体分析。
; _$ s' ]0 I) z7 V. Q6 |2）静态电流(Quiescent current)
1 N: K- Z9 t- @! V* i6 A静态电流也叫接地电流，是LDO内部电路所消耗的电流，等于输入电流与负载电流的差值"低的静态电流能提高LDO的效率，延长电池的使用时间。静态电流包括带隙基准电压源和误差放大器消耗的电流，及调整管通过采样电阻网络到地的漏电流。对于用MOS晶体管做功率调整管的LDO，由于MOS是电压控制器件，因此它的静态电流与负载电流无关。4 R" h* Q3 q: n
# ~2 x7 C2 A2 r; n& z6 E* L0 T8 _2 F
: F# a9 |9 O; L |
|
[复制链接]
/1 
发表于 2022-6-13 10:28
收藏
淘帖
支持！
反对！