集成于射频芯片的LDO电路设计/仿真报告

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目录
7 q% w( D) @& l9 e7 Z第一部分 应用...................................................................................1
* N1 v: H4 O6 n1 i: N7 uLDO 的分析与设计............................................................................................................................................ 1
1 n: ]3 z( p3 ULDO 芯片的特点................................................................................................................................................ 1
6 E' n' F0 d( n9 @4 k( pLDO 芯片的详细性能参数................................................................................................................................ 1
第二部分 电路设计报告...................................................................5
整体电路上电启动模块 ..................................................................................................................................... 5
) ?, I; S5 D2 f; [5 g; q电流偏置模块 ..................................................................................................................................................... 7
1 Y# R& D! f1 o/ J% s; B' \' v带有修调功能的基准模块 ................................................................................................................................11
带隙基准源的修调电路设计 ........................................................................................................................... 21
- `3 k: H8 m( c- c8 {预调整放大器模块 ........................................................................................................................................... 23
低通滤波器模块 ............................................................................................................................................... 27
9 ?, \4 C1 [/ p保护电路模块 ................................................................................................................................................... 31
电压跟随器模块 ............................................................................................................................................... 39
第三部分 总体电路的仿真 ............................................................43
. |" c! Q% ^% `1 b$ b直流参数........................................................................................................................................................... 44
线性调整率....................................................................................................................................................... 45
9 K9 s6 w- F* k. V负载调整率....................................................................................................................................................... 46
静态电流........................................................................................................................................................... 46
0 F1 K! S+ q( [2 ~; B9 S1 Q+ d% ~瞬态仿真........................................................................................................................................................... 47
  a2 ]" \. [8 {+ d3 v! w噪声仿真........................................................................................................................................................... 48
交流特性仿真 ................................................................................................................................................... 49
0 ^0 s# g% J2 I: JPSRR 特性仿真 ................................................................................................................................................ 52
第四部分 LDO 芯片版图设计.......................................................56
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第一部分 应用
; r% U* @0 X" fLDO 的分析与设计
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。
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LDO 芯片的特点
! ^4 m2 e" ~1 @4 ^. d0 F7 o. o* H●低静态电流
, Z9 ?  O8 E3 Y●0.1mA～300mA的负载电流范围内稳定工作，带载能力强
●在10Hz～100KHz范围内的内部输出噪声小
●高电源抑制比（PSRR，在100KHZ以下）
& F; z* ~+ q! R5 R●可全片内集成
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LDO 芯片的详细性能参数
) K1 ]3 S0 ^/ Y, D0 S' ^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。
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。
1）电压差(Dropout Voltage)
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。
5 m% ?, S& q( S5 Q, Y" [3 {/ ~2）静态电流(Quiescent current)
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。
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CRAZY_argentina

学习学习，||ヽ(*￣▽￣*)ノミ|Ю

big_gun

谢谢分享这么好的资料，参考学习

Terran

很细致，学习到了，感谢楼主

wu123123

非常不错的资料，感谢楼主分享