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近年来,电源管理类芯片设计技术不断提高,高集成度、高性能、低成本成为广大设计工程师追逐的目标。其中,线性稳压器以其低噪声、高电源电压抑制比、低EMI等特点被广泛应用于各种直流稳压电路系统中。如数字信号处理器(DSP)、PDA,MP4播放器、DC、无线电话与网络、仪器仪表等。现如今,电源管理IC市场大部分被国外厂商产品所占据,研究和开发国内的电源管理IC产品,可以夺回巨大的市场并减小和国外公司的技术差距。因此,开展本课题的研究具有特别重要的现实意义
本文首先介绍传统的线性稳压器LDO的基本性能指标和工作原理,接着对线性稳压器的瞬态,交流和直流三个方面特性对系统电路结构进行详细分析,对各个子模块功能进行论述,主要针对线性稳压器的各性能参数和设计要点之间的折衷关系。随后,从低功耗和低噪声的特点着手,对各子模块进行设计,从而确定最终的芯片架构。最后,重点分析常见的LDO线性稳压器的交流小信号j建模,分析系统的环路增益和电路中零点极点的分布情况,从而保证LDO系统的稳性。
电路采用0.5um标准CMOS工艺进行设计,对LDO线性稳压器在不同的Model、输入电源电压、温度组合下进行模拟前端仿真和验证。设计目标为:该电路有较宽的输入电压范围,输出电压为1.8伏。并且具有热保护功能和限流保护电路,保证芯片正常工作。同时,外围电路简单,大大降低了成本。