摘要:設計一種低電壓低靜態電流的線性差穩壓器。傳統結構的LDO具有獨立的帶隙基準電壓源和誤差放大器,在提出一種創新結構的LDO,把帶隙基準電壓源和誤差放大器合二為一,因而實現了低靜態電流消耗的目的。設計采用CSMC0.5 μm 雙阱CMOS工藝進行仿真模擬,這種結構LDO在輕負載情況下靜態電流僅為1.7 μA,輸出暫態電壓最大變化為9 mV.
隨著過去幾十年里掌上智能終端快速發展,低壓差的線性穩壓器(Low Drop-out Regulator,LDO)因其具有低功耗、高的電源抑制比、體積小、電路設計簡單等優點得到大量應用。LDO大部分時間工作在低負載應用,因此,其在低負載情況下的靜態電流消耗決定著電池的壽命。當今的LDO發展趨勢是低電壓、低靜態電流來延長電池使用壽命。然而,低靜態電流會導致不穩定性,帶來大的輸出電壓暫態變化,必須在靜態電流和輸出暫態特性進行合理的折中。相比于傳統LDO采用分立結構的帶隙基準電壓源和誤差放大器,本文給出一種創新結構的LDO,將帶隙基準電壓源和誤差放大器兩個模塊合二為一,因此更容易實現低靜態電流消耗,低暫態電壓變化。
1 LDO電路分析
圖1給出精簡結構的LDO,僅僅包括4條主要的電流支路,分別是:增益級、緩沖級和2個PTAT電流源。
相比傳統結構LDO,精簡結構將帶隙基準電壓源和誤差放大器合二為一,因此在其他性能不變情況下,可將電路靜態電流消耗減小到原來1 2 左右。
這個電路存在兩個缺點:輸出電壓為帶隙基準電壓不可調;需要使用NPN晶體管,而標準CMOS工藝中并不存在NPN晶體管。由于如今的SoC趨向工作在低電壓環境,因此這種結構能夠有充足的應用場合。第二個問題在單片設計時候,采用雙阱CMOS工藝,只需增加一道掩膜工藝,費用增加不多,因此兩個問題實際應用并不明顯。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠