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一种快速瞬态响应ldo的设计与实现
资料介绍
近年来随着便携式电子产品的普及，以及计算机、通讯和汽车等行业的迅速发展，电源管理芯片的需求量不断增大，同时对其性能的要求也不断提高。LDO具有低成本、电路结构简单、占用芯片面积小等优点，这些优点使其成为电源管理芯片的研究热点之一。
本文重点研究了一种快速瞬态响应LDO的设计与实现。通过研究对比几种已有的快速瞬态响应方案，最终设计了一种响应速度快，稳定性好的LDO电路。本设计采用了缓冲级结构的电路，将运算放大器与功率器件隔离，通过增加缓冲级 sink和source电流的能力，使功率器件在负载跳变时栅极也能够及时响应，从而可以避免较大的电压上冲与下冲。由于本设计是无片外电容LDO，主极点设置在误差放大器输出端，较大的环路带宽在一定程度上提高了瞬态响应性能。同时，为了解决加入缓冲级电路带来的稳定性问题，本文采用密勒补偿和前馈补偿对其进行频率补偿，从而增加系统的相位裕度，使其稳定。
本设计采用CSMC0.5um工艺，利用Cadence工具完成了整体电路的设计、仿真和版图设计，并进行了流片。测试结果表明芯片的工作电压范围为2.9V-5.5V，输出电压为2.5V，线性调整率和负载调整率分别为0.13%/V和1.15%/A。LDO由10mA跳变到300mA时，瞬态响应时间为12.4us，下冲电压为48mV；由300mA跳变到10mA时，瞬态响应时间为11.6us，上冲电压为36mV。测试结果表明该芯片具有较好的稳压效果，基本达到了设计指标。
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