具有快速瞬态响应和低静态电流的CMOS低漏失稳压器设计

 设计了一种具有快速瞬态响应能力的低漏失稳压器,利用提出的一种瞬态响应加速(Transient Response Enhancement,TRE)电路,有效地提高了稳压器的瞬态响应速度,而且瞬态响应速度的提高并不增加静态电流.设计的LDO电路采用0.5μm标准CMOS工艺投片验证,芯片面积为0.49mm².该LDO空载下的静态电流仅23μA,最大带载200mA.在1μF输出电容、200mA/100ns负载阶跃变化时的最大瞬态输出电压变化量小于3.5％.     

适用于高频开关芯片的快速瞬态响应LDO设计

设计了一种片外大电容快速瞬态响应低压差线性稳压器。该LDO电路基于跨导线性结构设计,在输出级引入推挽结构,有效地减小过冲的幅值和恢复时间,提高了LDO的瞬态响应速度;利用浮动缓冲器驱动功率管,有效地提高了LDO的电流效率;采用动态零点补偿技术,保证了LDO在全负载范围内的环路稳定性。该LDO电路基于0.35μm BCD工艺设计与仿真验证。结果表明,在1.2 V~3 V输入电压范围,LDO的输出电压为1 V,静态电流约为50μA,可提供0~300 mA的负载。在上升下降沿为500 ns、幅度为300 mA、轻载持续时间为50μs的负载瞬态跳变下,过冲和下冲均小于20 mV。电路满足高频负载跳变的应用需求。     

一种极低静态电流LDO线性稳压器的设计

在此设计一个具有560 n A静态电流、150 m A驱动能力的低压差线性稳压器。该LDO采用TSMC 0.18μm混合信号CMOS工艺,输出电压是3.3 V,输入电压为3.5~5 V。低静态电流LDO电路的设计难点是频率补偿和瞬态响应,这里通过引入一个带有负反馈的动态偏置缓冲器,不仅保证了系统在空载到满载整个负载范围内的稳定性,还极大地改善了低静态电流LDO的瞬态响应问题。仿真结果表明,全负载范围内相位裕度最小为65.8°,同时最大的瞬态响应偏差小于10 m V。     

基于高摆率误差放大器的低功耗LDO设计

本文设计了一种具有低静态电流的低压差线性稳压器(LDO).针对传统LDO在低静态电流下瞬态响应不足的问题,电路中的误差放大器采用两个共栅差分跨导单元交叉耦合连接进行设计,提高其压摆率;利用体偏置运放改变功率管的阈值电压实现功率管在不同负载的快速切换;同时采用动态偏置对电路进行偏置减少过欠冲值.电路采用台积电(TSMC) 0.18μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺进行设计,版图核心面积为220μm×140μm.仿真结果表明,该LDO在最小负载电流与最大负载电容的组合下相位裕度达到100度,消耗的静态电流仅为849nA.当负载电流在500 ns时间内从100μA到100 mA进行切换时,电路表现出良好的瞬态响应,其中过冲电压为220 mV,欠冲电压为225 mV.经过计算,品质因数(FOM)值为0.198 mV.     

一种无片外电容的快速响应FVF-LDO北大核心

提出了一种无片外电容、快速瞬态响应、宽输入电压范围的低压差线性稳压器(LDO)。该电路基于翻转电压跟随器(FVF)结构，不需额外增加辅助电路，仅使用两个电容作为检测模块，以动态调整瞬态响应，能够弥补传统LDO集成度低、面积大、功耗高、瞬态响应差的不足。电路基于TSMC 180 nm CMOS工艺。仿真结果表明，该LDO的压差为200 mV,静态电流为36μA,输入电压范围为2～4 V,低频时PSRR为-59 dB。在30 pF负载电容、0～10 mA负载电流、150 ns阶跃时间条件下，产生的上冲电压为50 mV,下冲电压为66 mV,瞬态电压恢复时间为300 ns。     

一种无片外电容LDO的瞬态增强电路设计

利用RC高通电路的思想,针对LDO提出了一种新的瞬态增强电路结构。该电路设计有效地加快了LDO的瞬态响应速度,而且瞬态增强电路工作的过程中,系统的功耗并没有增加。此LDO芯片设计采用SMIC公司的0.18μmCMOS混合信号工艺。仿真结果表明:整个LDO是静态电流为3.2μA;相位裕度保持在90.19°以上;在电源电压为1.8 V,输出电压为1.3 V的情况下,当负载电流在10 ns内由100 mA降到50 mA时,其建立时间由原来的和28μs减少到8μs;而在负载电流为100 mA的条件下,电源电压在10 ns内,由1.8 V跳变到2.3 V时,输出电压的建立时间由47μs降低为15μs。     

一种快速瞬态响应无输出电容LDO的研究与设计

设计了一种基于自适应偏置放大器的具有快速瞬态响应的无输出电容LDO.自适应偏置放大器在发生负载瞬态响应时能够调节自身偏置电流以提供较大的输出电流来增加摆率;瞬态响应提升电路通过减小负载电容充放电电流而减小了输出电压的建立时间;通过并联反馈补偿来提高环路的稳定性.仿真结果表明,所设计的无输出电容LDO最大输出电流200mA,最小跌落电压200mV,静态电流仅16μA,全负载正负阶跃变化响应时间分别为2.5μs和3.5μs.     

一种高性能无片外电容型LDO设计北大核心CSCD

设计了一种高性能无片外电容型LDO线性稳压器.其中,EA采用推挽输出放大器设计,在静态时保持低功耗,瞬态响应时提供大的输出电流,提高LDO的响应速率.高环路增益使LDO电路具有很高的稳压精度;采用零点补偿技术,保证了LDO环路稳定性.LDO采用0.13μm CMOS工艺设计,仿真结果表明,在1.2V^2.0V输入电压下,LDO输出稳定的1.0V电压,输出负载电流为50μA^100mA,最大负载电容可达到100pF,低频PSR为-67.5dB@100mA^-85.5dB@50μA,负载调整率0.8μV/mA,LDO的静态电流为50μA,整体版图面积为0.016 3mm2.     

适用于高速闪存的超快无片外电容LDO

提出了一种适用于闪存的瞬态增强的无片外电容低压差线性稳压器(LDO).该LDO采用了具有超低输出阻抗的缓冲器驱动功率管和高能效基准方法,缓冲器采用并联反馈技术降低输出电阻以增强功率管栅端的摆率.高能效基准电路在静态模式输出小基准电流以减少静态功耗,而在工作模式提供大的基准电流以增加闭环带宽和功率管栅端的摆率.设计的LDO应用于采用70 nm闪存工艺制造的、工作电压为2～3.6 V和存储容量为64 M的闪存中.测试结果表明,该LDO输出的调制电压为1.8V,最大输出电流为40 mA,在没有负载的条件下仅消耗8.5μA的静态电流,在满载电流变化时,用于闪存时仅有20 ns响应时间且最大输出电压变化仅为72 mV,满足高速闪存的要求.     

一种带自适应电荷泵的超低功耗NMOS LDO

设计了一种带自适应电荷泵的超低功耗快速瞬态响应NMOS LDO,电路主要包含误差放大器、缓冲器、功率级、动态零点模块以及自适应电荷泵模块。该自适应电荷泵能够根据负载电流的大小调节工作频率,在兼顾大负载条件下功率管栅极需求的同时,保证了轻载下超低功耗的需求。同时为了满足电路中快速瞬态响应的需要,加入了动态电流电路。电路基于0.18μm BCD工艺设计,其工作电压范围为2.5～3.6 V,输出电压为1.2 V,负载范围为10μA～20 mA,工作的温度范围为-40～125℃。仿真结果显示,所设计的LDO供电电压调整率可达到1.123 mV/V,重载跳轻载时的恢复时间和轻载跳重载时的恢复时间分别为260μs和5μs,而静态电流最小仅为0.291μA。     

一种快速响应无片外电容低压差线性稳压器

为了改善负载跳变对低压差线性稳压器(LDO)的影响,该文提出一种用于无片外电容LDO(CL-LDO)的新型快速响应技术。通过增加一条额外的快速通路,实现CL-LDO的快速瞬态响应,并且能够减小LDO输出过冲和下冲的幅度。该文电路基于0.18 μm CMOS工艺设计实现,面积为0.00529 mm2。流片测试结果表明,当输入电压范围为1.5～2.5 V时,输出电压为1.194 V;当负载电流以 1 μs的上升时间和下降时间在 100 μA～10 mA之间变化时,CL-LDO的过冲恢复时间为489.537 ns,下冲恢复为960.918 ns;相比未采用该技术的传统CL-LDO,响应速度能够提高7.41倍,输出过冲和下冲的电压幅值能够分别下降35.3%和78.1%。     

A fully on-chip fast-transient NMOS low dropout voltage regulator with quasi floating gate pass element

This paper presents a fully on-chip NMOS low-dropout regulator (LDO) for portable applications with quasi floating gate pass element and fast transient response. The quasi floating gate structure makes the gate of the NMOS transistor only periodically charged or refreshed by the charge pump, which allows the charge pump to be a small economical circuit with small silicon area. In addition, a variable reference circuit is introduced enlarging the dynamic range of error amplifier during load transient. The proposed LDO has been implemented in a 0.35 μm BCD process. From experimental results, the regulator can operate with a minimum dropout voltage of 250 mV at a maximum 1 A load and I_Q of 395 μA. Under full-range load current step, the voltage undershoot and overshoot of the proposed LDO are reduced to 50 and 26 mV, respectively.     

A 3 A sink/source current fast transient response low-dropout Gm driven linear regulator

A 3 A sink/source G_m-driven CMOS low-dropout regulator(LDO),specially designed for low input voltage and low cost,is presented by utilizing the structure of a current mirror G_m(transconductance)driving technique,which provides high stability as well as a fast load transient response.The proposed LDO was fabricated by a 0.5μm standard CMOS process,and the die size is as small as 1.0 mm~2.The proposed LDO dissipates 220μA of quiescent current in no-load conditions and is able to deliver up to 3 A of load current.The measured results show that the output voltage can be resumed within 2μs with a less than 1mV overshoot and undershoot in the output current step from-1.8 to 1.8 A with a 0.1μs rising and falling time at three 10μF ceramic capacitors.     

基于高摆率误差放大器的无片外电容LDO设计

为了解决无片外电容低压差线性稳压器(LDO)的瞬态响应性能较差的问题,采用跨导提高技术设计了一种高摆率的误差放大器.在误差放大器的基础上,通过电容将LDO的输出端耦合至电流镜构建瞬态增强电路,提升LDO的瞬态响应能力,且瞬态增强电路可以引入两个左半平面零点,改善环路的稳定性.同时,误差放大器采用动态偏置结构,进一步减小...     

基于动态频率补偿的LDO电路设计

文中提出了一种基于动态频率补偿技术的LDO电路。通过添加电压缓冲器,提高了LDO的环路增益和瞬态响应特性。该电路通过电流镜采样调整管电流,使主极点频率与第三极点频率随负载电流的改变而产生相同倍数的变化,克服了LDO零极点随负载变化而导致环路稳定性变差的问题。文中设计采用中电二十四所HC12.BJT工艺,利用Spectre仿真工具进行仿真,研究了不同负载电流下该LDO的频率特性及其稳定性问题。仿真结果表明,该电路在10 μA~100 mA负载电流的变化范围内,LDO环路的相位裕度保持在50°~70°之间,证明提出的LDO调整器具有良好的稳定性。     

一种瞬态响应增强的片上LDO系统设计

分析了传统LDO提高系统稳定性及瞬态响应的局限性,提出了一种片内集成补偿技术。该技术无需外挂电容和等效串联电阻(ESR),即可使系统在全负载范围内保持稳定,并具有良好的纹波抑制能力。仿真结果表明,系统空载时静态电流为46μA,且能提供200mA的最大负载电流,低频电源抑制比达到-65.6dB,启动时间只有16μs,在输出电容为10pF、负载电流以200mA/2μs突变时,最大下冲电压为120mV,上冲电压为160mV。     

采用增强型AB跟随器的快速响应LDO

设计了一种采用增强型AB跟随器作为缓冲器的快速响应LDO.利用跟随器的动态电流提高能力,显著地改善了误差放大器对功率MOS管寄生大电容的驱动;同时,由负反馈引起的阻抗降低效应将功率管的寄生电容极点推到了更高的频率,提高了环路的相位裕度.采用TSMC0.35-μm CMOS工艺进行仿真,当负载电流在0.1μs内从1 mA跳变到50 mA以及从50 mA跳变到1 mA时,相对于同等条件下的源跟随器LDO,输出峰值分别减少4 mV和46 mV,且稳定时间只需要0.2 μs和0.5 μs.     

A Transient-Enhanced Low-Quiescent Current Low-Dropout Regulator With Buffer Impedance Attenuation

This paper presents a low-dropout regulator (LDO) for portable applications with an impedance-attenuated buffer for driving the pass device. Dynamically-biased shunt feedback is proposed in the buffer to lower its output resistance such that the pole at the gate of the pass device is pushed to high frequencies without dissipating large quiescent current. By employing the current-buffer compensation, only a single pole is realized within the regulation loop unity-gain bandwidth and over 65deg phase margin is achieved under the full range of the load current in the LDO. The LDO thus achieves stability without using any low-frequency zero. The maximum output-voltage variation can be minimized during load transients even if a small output capacitor is used. The LDO with the proposed impedance-attenuated buffer has been implemented in a 0.35-mum twin-well CMOS process. The proposed LDO dissipates 20-muA quiescent current at no-load condition and is able to deliver up to 200-mA load current. With a 1-muF output capacitor, the maximum transient output-voltage variation is within 3% of the output voltage with load step changes of 200 mA/100 ns.     

0.13μm BiCMOS低压差线性稳压器

设计了一种0.13μm BiCMOS低压差线性稳压器(LDO),包括BiCMOS误差放大器、带软启动的BiCMOS带隙基准源、"套筒式"共源-共栅补偿电路等。为了改善线性瞬态响应性能,在BiCMOS误差放大器的前级设置了动态电流偏置电路。由于所设计的BiCMOS带隙基准源对温度的敏感性较小,故能为LDO提供高精度的基准电压。对所设计的LDO进行了工艺流片。流片测试结果表明,该LDO可提供60 mA的输出电流且最小压差只有100 mV。测试同时验证了所设计LDO的负载和瞬态响应都得到改善:负载调整率为0.054 mV/mA,线性调整率为0.014%,而芯片面积约为0.094 mm2,因此特别适用于高精度、便携式片上电源系统。