LDO穩(wěn)定性及瞬態(tài)響應(yīng)特性的研究.pdf

1、對(duì)于傳統(tǒng)的單一芯片低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO），往往需要外接一個(gè)微法級(jí)別的電容（常稱為輸出電容）。輸出電容與其等效串聯(lián)電阻（ESR）形成一個(gè)左半平面零點(diǎn)，以抵消次極點(diǎn)對(duì)電路穩(wěn)定性的影響。因此，輸出電容的大小，以及其等效串聯(lián)電阻（ESR）的大小對(duì)電路穩(wěn)定性具有非常重要的作用，從而導(dǎo)致 ESR的選取范圍非常小。甚至，有些情況下，電容本身的ESR達(dá)不到所要求的值，往往需要與輸出電容串聯(lián)一個(gè)歐姆級(jí)別的電阻。該歐姆級(jí)別的電阻，將嚴(yán)重影響LDO的瞬態(tài)

2、響應(yīng)特性和電源抑制比（PSRR）。不僅如此，通常情況下，實(shí)際電容的容值及其ESR的阻值與電容兩端的電壓、環(huán)境溫度、應(yīng)用頻率等都有關(guān)系，尤其是環(huán)境溫度和電容兩端的電壓。隨著環(huán)境溫度和電容兩端電壓的變化，實(shí)際電容的容值及其ESR的大小可能變化非常大，導(dǎo)致電路正常工作的溫度范圍顯著降低。
　　本研究對(duì)LDO的基本工作原理進(jìn)行了介紹。隨后對(duì)LDO的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的定義進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。然后，再由簡(jiǎn)單的彌勒效應(yīng)，引出本文所提出的頻率補(bǔ)償方式。

3、緊接著，對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在以上的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了一款高穩(wěn)定性、快速響應(yīng)的LDO。該設(shè)計(jì)基于32V的雙極工藝，電路主要包括偏置模塊、基準(zhǔn)與誤差放大模塊、驅(qū)動(dòng)和功率輸出模塊、關(guān)斷模塊和過(guò)熱保護(hù)模塊。考慮到瞬態(tài)響應(yīng)性能，輸出端外接微法級(jí)輸出電容?？紤]到穩(wěn)定性，在輸出端與誤差放大器輸出節(jié)點(diǎn)之間增加了極點(diǎn)分裂的補(bǔ)償電容。最后，本文還提出了一種簡(jiǎn)單的提高瞬態(tài)響應(yīng)的方法。Spectre仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的 LDO，輸出電壓為-5V（

4、±3％），負(fù)載電流范圍為1mA~200mA，壓差電壓為230mV，負(fù)載調(diào)整率為0.026mV/mA，線性調(diào)整率為2.77mV/V，PSRR約50dB（1kHz）。COUT在1uF~10uF內(nèi)變化，ESR在10mΩ~3Ω內(nèi)變化，電路均可穩(wěn)定。COUT=10uF，ESR=10mΩ，ILOAD在1mA-200mA跳變，VOUT最大跳變量小于1%，50us內(nèi)穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上，外接一個(gè)10nF的旁路電容（CBYP），VOUT最大跳變量小于0.5%