基于高摆率误差放大器的无片外电容LDO设计 被引量：6

1

作者 孙帆 黄海波 王卫华 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期206-212,共7页

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... 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,进一步减小下冲和过冲电压,缩短稳定时间。电路基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计。仿真结果表明,在片上负载电容为50 pF,压差为200 mV的条件下,LDO环路在100μA~100 mA的负载电流下保持稳定。负载电流在0.5μs内在100μA和100 mA之间跳变时,输出最大下冲和过冲电压均小于100 mV,稳定时间小于1μs。 展开更多

关键词 高摆率 误差放大器 瞬态增强 环路稳定性 无片外电容ldo

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基于前馈补偿的快速响应无片外电容LDO设计

2

作者 孙帆 黄海波 +2 位作者 卢军 王卫华 彭国生 《电子测量技术》 北大核心 2024年第17期31-37,共7页

无片外电容低压差线性稳压器(LDO)可以为高度集成的片上系统(SoC)提供低噪声、低纹波的电源电压。针对无片外电容LDO瞬态响应速度较慢、稳定性较差的问题,采用有源前馈补偿技术加快功率管的充放电速率,提高LDO的瞬态响应速度;且引入左... 无片外电容低压差线性稳压器(LDO)可以为高度集成的片上系统(SoC)提供低噪声、低纹波的电源电压。针对无片外电容LDO瞬态响应速度较慢、稳定性较差的问题,采用有源前馈补偿技术加快功率管的充放电速率,提高LDO的瞬态响应速度;且引入左半平面零点,改善系统的稳定性。同时,前馈补偿电路可以使LDO在轻载和重载之间变化时,自适应地在二级级联放大器和三级级联放大器结构之间切换,确保LDO在全负载范围内保持稳定。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行电路的设计。仿真结果表明,在片上负载电容为20 pF且负载电流在0~200 mA变化时,设计的无片外电容LDO能够工作在1.7~2.8 V的输入电源电压下,稳定输出1.5 V的供电电压,系统在全负载范围内的相位裕度大于45°。当负载电流在1μs内,在0 mA和200 mA之间跳变时,过冲和下冲电压小于100 mV,恢复时间低于0.6μs。设计的LDO在高稳定性、快速瞬态响应和宽负载范围方面取得了较好的性能。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 前馈补偿 环路稳定性 快速瞬态响应 宽负载范围

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一种无片外电容高瞬态响应LDO设计

3

作者 甘泽标 曹超 郭海君 《中国集成电路》 2024年第4期34-38,81,共6页

基于UMC55nm工艺,本文设计了一种可应用于SoC中供电的LDO低压差线性稳压器。由于Capless-LDO在输出端没有μF级别的电容,环路的稳定性与瞬态响应将受到影响。本文基于这两点提出了采用电流微分器以及电容倍乘技术来提高环路的稳定性以... 基于UMC55nm工艺,本文设计了一种可应用于SoC中供电的LDO低压差线性稳压器。由于Capless-LDO在输出端没有μF级别的电容,环路的稳定性与瞬态响应将受到影响。本文基于这两点提出了采用电流微分器以及电容倍乘技术来提高环路的稳定性以及瞬态响应,最后通过Cadence Spectre仿真验证了设计的可行性。仿真结果表明,设计的LDO在电源电压1.2V下,能够稳定输出1.1V。在切换轻重载情况下,电路输出过冲电压24.2mV,下冲电压21mV,恢复时间均小于3μs。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 环路稳定性 瞬态响应

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一种基于FVF结构的快瞬态响应LDO设计 被引量：4

4

作者 刘兴 胡毅 +4 位作者 马永旺 李振国 冯曦 冯文楠 唐晓柯 《微电子学》 CAS 北大核心 2020年第4期509-513,共5页

提出了一种快瞬态响应、宽输入电压范围、无片外电容的低压差线性稳压器(LDO),应用于给主控(MCU)芯片中的Flash供电。该稳压器基于超级源跟随器结构,由快慢两个通路构成。采用电容耦合方式感知负载变化,进一步增强瞬态响应。电路采用UMC... 提出了一种快瞬态响应、宽输入电压范围、无片外电容的低压差线性稳压器(LDO),应用于给主控(MCU)芯片中的Flash供电。该稳压器基于超级源跟随器结构,由快慢两个通路构成。采用电容耦合方式感知负载变化,进一步增强瞬态响应。电路采用UMC 55 nm工艺设计实现,使用Spectre软件进行了仿真验证。仿真结果表明,当负载电流以10 ps的跳变边沿在0~10 mA范围变化时,输出电压的最大上冲值和下冲值分别为109 mV、153 mV。在输入电压2~3.6 V范围内,线性调整率和负载调整率分别为2.6 mV·V^-1和0.5 mV·mA^-1。 展开更多

关键词 无片外电容ldo FVF 快瞬态响应 宽电源电压范围 MCU

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一种无片外电容LDO的稳定性分析 被引量：1

5

作者 王泽洲 《电子设计工程》 2013年第16期147-150,共4页

电路如果存在不稳定性因素,就有可能出现振荡。本文对比分析了传统LDO和无片电容LDO的零极点,运用电流缓冲器频率补偿设计了一款无片外电容LDO,电流缓冲器频率补偿不仅可减小片上补偿电容而且可以增加带宽。对理论分析结果在Cadence平... 电路如果存在不稳定性因素,就有可能出现振荡。本文对比分析了传统LDO和无片电容LDO的零极点,运用电流缓冲器频率补偿设计了一款无片外电容LDO,电流缓冲器频率补偿不仅可减小片上补偿电容而且可以增加带宽。对理论分析结果在Cadence平台基上于CSMC0.5um工艺对电路进行了仿真验证。本文无片外电容LDO的片上补偿电容仅为3pF,减小了制造成本。它的电源电压为3.5～6 V,输出电压为3.5 V。当在输入电源电压6 V时输出电流从100μA到100mA变化时,最小相位裕度为830,最小带宽为4.58 展开更多

关键词 ldo 无片外电容ldo 相位裕度 零极点 稳定性 电流缓冲器频率补偿

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一种多模式高瞬态响应无片外电容LDO的设计 被引量：2

6

作者 丁玲 李长猛 《中国集成电路》 2019年第4期53-58,共6页

对于便携式电子产品而言,LDO的封装尺寸小,体积和成本小,并且LDO线性稳压器具有提供多样化输出电压的功能,使相互间无干扰等优点。在市场竞争日趋激烈和产品更新换代快的前提,使得短的设计周期的产品变得很重要,LDO正好具有设计周期短... 对于便携式电子产品而言,LDO的封装尺寸小,体积和成本小,并且LDO线性稳压器具有提供多样化输出电压的功能,使相互间无干扰等优点。在市场竞争日趋激烈和产品更新换代快的前提,使得短的设计周期的产品变得很重要,LDO正好具有设计周期短的特点。由于SOC集成电路芯片对面积和成本要求,所以无片外电容的LDO成为发展的趋势,负载电容集成在芯片内部,会比有片外电容的LDO少封装pin角,不需要电容的分立器件,但是没有负载电容这种储能器件,瞬态响应成为设计的难点,所以高瞬态响应的LDO是一种研究的方向,本文提出了一种高瞬态响应的LDO,并同时能分模式工作来降低LDO的自身功耗。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 高瞬态响应 模式切换 低功耗

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一种使用Capless LDO结构的片上电容的预估方法 被引量：1

7

作者 何洋 马永旺 +4 位作者 侯佳力 王小曼 胡毅 冯曦 唐晓柯 《电子技术应用》 2019年第2期23-26,共4页

针对集成电路SOC芯片对PIN脚资源的限制以及用于敏感信息防护的安全芯片的应用领域,需要使用片上LDO和片上滤波电容的方案来为内核供电。由于LDO的低带宽导致带来相应速度问题,需要用片上滤波电容来提供数字电路瞬态翻转的能量,要使用... 针对集成电路SOC芯片对PIN脚资源的限制以及用于敏感信息防护的安全芯片的应用领域,需要使用片上LDO和片上滤波电容的方案来为内核供电。由于LDO的低带宽导致带来相应速度问题,需要用片上滤波电容来提供数字电路瞬态翻转的能量,要使用纳法级的滤波电容占用极大的芯片面积,使得布局和LDO都在项目后期完成设计,导致芯片布局的迭代次数增加。深刻理解数字电路的工作原理和设计流程,提出了一种全新的设计流程和电容估算方法,在项目前期就完成片上电容的精确预估,从而可以早期进行LDO和芯片布局设计,减少了迭代周期,节省了芯片研发时间,并且通过仿真和测试,验证了提出了估算方法具有较好的预估精度。 展开更多

关键词 片上滤波电容 无片外电容ldo 布局

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无片外电容LDO的研究进展

8

作者 李天硕 李严 刘莹 《电子技术应用》 2023年第11期35-41,共7页

低压差线性稳压器(LDO)在电路系统中负责提供稳定的电源电压,它是一种应用广泛的电源管理芯片。随着集成度和工艺的不断提高,无片外电容LDO逐渐替代含片外电容LDO成为研究重点,但无片外电容LDO需要额外的补偿电路以解决稳定性和瞬态响... 低压差线性稳压器(LDO)在电路系统中负责提供稳定的电源电压,它是一种应用广泛的电源管理芯片。随着集成度和工艺的不断提高,无片外电容LDO逐渐替代含片外电容LDO成为研究重点,但无片外电容LDO需要额外的补偿电路以解决稳定性和瞬态响应特性较差的问题。为了解当前行业内的主流设计思路,调研了大量文献,分析了无片外电容LDO的研究进展,并分别总结了提高稳定性和瞬态响应特性的方案,提炼了其中的技术要点,评价了优缺点,最后提出了可以改进的空间并对今后的研究方向做了展望。 展开更多

关键词 低压差线性稳压器 无片外电容ldo 补偿电路 稳定性 瞬态响应特性

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无片外电容LDO的补偿方法研究

9

作者 李天硕 李严 刘莹 《微处理机》 2023年第5期9-12,共4页

无片外电容LDO器件无法通过片外电容提供频率补偿和瞬态稳压,为了弥补由此带来的器件在稳定性和瞬态特性上的缺陷,需要额外设计补偿电路。研究选用普通源极跟随器作为一种结构简单的缓冲器,作为补偿手段,以提高无片外电容LDO的功能表现... 无片外电容LDO器件无法通过片外电容提供频率补偿和瞬态稳压,为了弥补由此带来的器件在稳定性和瞬态特性上的缺陷,需要额外设计补偿电路。研究选用普通源极跟随器作为一种结构简单的缓冲器,作为补偿手段,以提高无片外电容LDO的功能表现。补偿电路通过SMIC 0.18μm CMOS工艺实现,基于对普通源极跟随器的特性的理论分析,进一步设计出超级源极跟随器。通过理论分析与电路仿真,综合研究了无缓冲器、普通源极跟随器、超级源极跟随器三种情况对LDO特性的影响。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 瞬态特性 普通源极跟随器 超级源极跟随器

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一种用于宽输入Buck的多电源轨电路

10

作者 吴乾锋 罗萍 +3 位作者 吴泉澳 张致远 范佳航 陈俊林 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第6期1073-1078,共6页

采用0.18μm BCD工艺,设计了一种用于宽输入Buck的多电源轨电路。该电路由一条闭环电源轨和多条开环电源轨组成。闭环电源轨由无需预降压的宽输入LDO提供。通过电荷泵箝位和辅助箝位电路,在自举电容恒流充电时,可将开环电源轨箝位在几... 采用0.18μm BCD工艺,设计了一种用于宽输入Buck的多电源轨电路。该电路由一条闭环电源轨和多条开环电源轨组成。闭环电源轨由无需预降压的宽输入LDO提供。通过电荷泵箝位和辅助箝位电路,在自举电容恒流充电时,可将开环电源轨箝位在几个固定的电位。电路仿真表明,在5~45 V的输入条件下,闭环电源轨都能稳定输出3.996 V的电压,线性调整率为0.62μV/V。在上下管交替导通时,开环电源轨VDD0被箝位在6.35~6.72 V。在负载阶跃时,开环电源轨V_(DD1)在4.084~4.167 V内变化。 展开更多

关键词 宽输入范围 无片外电容ldo 多电源轨 电荷泵箝位

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一种用于光电标签的高电源抑制比的低功耗无片外电容低压差线性稳压器 被引量：1

11

作者 秦国轩 黄治塬 +2 位作者 靳萌萌 高静 毛陆虹 《南开大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期21-25,共5页

介绍了1种无片外输出电容结构的低压差线性稳压器(LDO).该结构采用TSMC 0.18μm标准CMOS工艺设计,利用体调制效应,提高了LDO的稳定性和其瞬态响应.电路的面积为300×165 μm^2,基于Cadence仿真,其最大负载电流为10 mA,输入电压2 V,... 介绍了1种无片外输出电容结构的低压差线性稳压器(LDO).该结构采用TSMC 0.18μm标准CMOS工艺设计,利用体调制效应,提高了LDO的稳定性和其瞬态响应.电路的面积为300×165 μm^2,基于Cadence仿真,其最大负载电流为10 mA,输入电压2 V,输出电压为1.8 V.当负载电流为1 m A时,静态电流和电源抑制比分别为83.8μA和-82.6 d B. 展开更多

关键词 体调制技术 密勒补偿 无片外电容ldo 电源抑制比

原文传递

一种无片外电容高瞬态响应LDO设计

12

作者 陈俊杰 袁磊 +1 位作者 陈子杰 王少昊 《中国集成电路》 2023年第3期26-30,64,共6页

针对SoC中电源管理模块对高功能-面积比和高瞬态响应的需求,本文提出一种基于翻转电压跟随器(FVF)的无片外电容低压差线性稳压器(LDO),采用电压峰值检测技术实现动态电流偏置,进而提升系统瞬态响应。基于SMIC 40nm工艺的仿真结果表明,... 针对SoC中电源管理模块对高功能-面积比和高瞬态响应的需求,本文提出一种基于翻转电压跟随器(FVF)的无片外电容低压差线性稳压器(LDO),采用电压峰值检测技术实现动态电流偏置,进而提升系统瞬态响应。基于SMIC 40nm工艺的仿真结果表明,在典型负载切换状态下,提出方案的下冲和上冲恢复时间相比传统的FVF结构LDO电路分别缩短了75%和29%。 展开更多

关键词 翻转电压跟随器 线性稳压器 无片外电容ldo 高瞬态响应

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无片外电容LDO的研究与发展 被引量：1

13

作者 姚若河 王超 邝国华 《中国集成电路》 2018年第3期30-38,共9页

SoC系统集成芯片的发展增加了对于无片外电容LDO的需求,而无片外电容LDO无法利用片外电容固定主极点以及片外电容与ESR电阻产生补偿零点,也无法利用片外电容为其提供负载电流瞬态变化时的充放电电流,稳定性和瞬态特性成为了无片外电容LD... SoC系统集成芯片的发展增加了对于无片外电容LDO的需求,而无片外电容LDO无法利用片外电容固定主极点以及片外电容与ESR电阻产生补偿零点,也无法利用片外电容为其提供负载电流瞬态变化时的充放电电流,稳定性和瞬态特性成为了无片外电容LDO首要解决的问题。文章分析了无片外电容LDO的稳定性和瞬态特性设计难点,回顾了无片外电容LDO关于提高稳定性和快速瞬态响应能力的最新研究成果,并对LDO的发展进行了展望。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 低压差线性稳压器 线性稳压器

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一种超低功耗无片外电容LDO 被引量：1

14

作者 韦保林 熊纯 +2 位作者 徐卫林 段吉海 韦雪明 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2015年第7期116-120,共5页

设计了一种超低功耗无片外电容型低压差线性稳压器（OCL-LDO）电路,引入电荷泄放电路和电流倍增缓冲级以改善稳压器的瞬态响应,通过二级密勒补偿技术保证电路在各种负载条件下的稳定性.同时,采用电流模型跨导运放作为误差放大器,有利于... 设计了一种超低功耗无片外电容型低压差线性稳压器（OCL-LDO）电路,引入电荷泄放电路和电流倍增缓冲级以改善稳压器的瞬态响应,通过二级密勒补偿技术保证电路在各种负载条件下的稳定性.同时,采用电流模型跨导运放作为误差放大器,有利于简化电路结构和降低功耗.对该OCL-LDO的稳定性及瞬态响应进行了分析并采用SMIC 0.18’m CMOS工艺设计并流片测试.测试结果表明：在负载电流为1mA、输入电压为1.9～3.2V时,输出电压可稳定在1.8V左右,压差仅为35mV,且静态电流仅为1.4’A. 展开更多

关键词 无片外电容ldo 超低功耗 瞬态响应增强

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基于双环调节的快速瞬态响应无片外电容LDO

15

作者 钟俊达 冷思雨 +1 位作者 华浩翔 周泽坤 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期332-335,共4页

基于双环路控制构建推挽结构,增强了功率管栅端的摆率,改善了无片外电容LDO的瞬态响应。此外,结合A类复合放大器特性,降低了功率管栅端阻抗,有利于提升LDO的频率稳定性。该LDO输入电压范围为2.0-3.5V,输出电压为1.8V,最大负载电流为100m... 基于双环路控制构建推挽结构,增强了功率管栅端的摆率,改善了无片外电容LDO的瞬态响应。此外,结合A类复合放大器特性,降低了功率管栅端阻抗,有利于提升LDO的频率稳定性。该LDO输入电压范围为2.0-3.5V,输出电压为1.8V,最大负载电流为100mA。当负载电流在1μs内从100μA跳变到100mA以及从100mA跳变到100μA时,最大下冲电压为128mV,最大上冲电压为170mV,建立时间分别为2.5μs和2.4μs,电路工作时消耗的静态电流仅为12.6μA。 展开更多

关键词 无片外电容ldo 瞬态响应 频率补偿

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一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO 被引量：1

16

作者 高笛 张家豪 +3 位作者 明鑫 甄少伟 陈萍 张波 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期82-87,共6页

设计了一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO。采用高增益高带宽的超级跨导结构(STC)的误差放大器,利用动态偏置技术与电容耦合技术,极大地增强了摆率。引入额外的快速响应环路,进一步提升了瞬态响应速度。基于0.18μm CMOS工艺进行设计... 设计了一种快速瞬态响应的无片外电容型LDO。采用高增益高带宽的超级跨导结构(STC)的误差放大器,利用动态偏置技术与电容耦合技术,极大地增强了摆率。引入额外的快速响应环路,进一步提升了瞬态响应速度。基于0.18μm CMOS工艺进行设计。结果表明,该LDO的最低供电电压为1V,漏失电压仅为200mV,可提供最大100mA的负载电流,能在最大输出电容为100pF、最低负载为50μA的条件下保证电路稳定。负载电流在0.5μs内由50μA跳变至100mA时,LDO输出导致的过冲电压和下冲电压分别为200mV和306mV。 展开更多

关键词 无片外电容型ldo 超级跨导结构 快速瞬态响应

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