如何使用CMOS設計LDO線性電壓變換器

　　隨著便攜電子產品的迅猛發展，適合各類電子產品的新型電源和功率管理集成電路源源不斷地涌現。作為分布式電源主流結構的各種功率的開關電源，雖然其效率很高、允許較大的輸入輸出電壓差，但是，其電源的質量（紋波、噪聲等）仍不能滿足所有的應用，需要進行二次穩定。在這方面，低壓降（LDO：Low DropOut）線性調節器不失為一個很好的補充。LDO線性電壓變換器具有高質量的輸出電壓，良好的瞬態特性，外圍電路簡單以及低成本等主要特點。在電源管理領域具有廣泛的應用。其發展方向是更低的輸入輸出壓差和地腳電流，以實現便攜式電子產品的電源效率，延長電池續航時間，這一點對便攜式產品具有十分重要的意義。

　　本文基于0.6 um的CMOS工藝，設計了一種LDO線性電壓變換器。其輸入電壓范圍為4V-7V，輸出電壓為3.3V，可以作為對紋波或噪聲敏感的后級電路（如CPU、DSP等）的供電電源。在典型負載電流下（600mA）下，輸入輸出壓差為650mY，靜態電流只有0.9mA。此電路還具有良好的線性調整率、負載調整率和電源抑制比（PSRR），能夠在各種工作環境下正常工作。此外，本文還設計了過熱和過流保護電路，避免電路工作異常時芯片的永久性損壞?；谝陨霞夹g優勢，使得該電源管理IC具有高效率、低功耗、高精度、低噪聲的特點。本文提出的電路基于0.6um的CMOS工藝，經過優化設計，所有仿真結果都在Cadence和Hspice環境下得出，各項參數均達到制定的要求。

　　在本論文中，作者首介紹了電源管理的市場狀況，比較了LDO線性壓降變換器和開關變換器的特點，然后闡述了LDO線性壓降變換器的工作原理，為整個電路的設計和參數的調整給出合理的理論依據。接著根據功能的需要設計了全部的子電路模塊，包括斬波調制基準電壓源、誤差放大器和保護電路等，并借助設計軟件Cadence和Hspice對所有的子電路模塊進行了完整的設計和仿真，各項參數均達到或超過先前制定的指標。最后對整體電路進行了仿真，并給出了詳細的數據，結果表明其功能和各項參數都滿足應用的需要。
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