低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)具有低噪声、低功耗、电路结构简单等特点,已成为电源管理芯片的重要成员。随着片上系统发展,无片外电容LDO已成为电源管理芯片的重要趋势之一。基于此,本文采用SMIC 0.18μm CMOS工艺研究设计一种无片外电容的瞬态增强LDO。主要包括以下内容:首先,在分析传统带隙基准电压源的基础上,设计了一种曲率补偿的带隙基准电压源,给出了一种分段补偿的带隙基准电压源。仿真结果显示,本文设计的分段补偿带隙基准电路的温度系数为0.4ppm/°C,在低频处获得了-93.7d B的电源抑制比。其次,分析了LDO的误差放大器结构,根据设计需求确定了两级误差放大器的结构。在分析传统的三级运算放大器的频率补偿技术基础上,给出了一种零-极点追踪补偿与密勒补偿相结合的LDO结构。仿真结果显示,当负载电阻为16Ω时,所设计的LDO的环路低频增益为101d B,相位裕度为89°;负载电阻为16kΩ时,所设计的LDO的环路低频增益为124d B,相位裕度为55°。最后,在分析LDO的瞬态响应特性基础上,给出了一种基于比较器的瞬态增强电路;同时,研究设计了适用于LDO的过温保护电路和过流保护电路,给出了一种无片外电容的瞬态增强LDO系统结构。仿真结果显示,无片外电容的瞬态增强LDO系统的输出电压为1.6V,最大负载电流为100m A,漏失电压约200mV,温度系数为15.1ppm/°C,线性调整率为1.89mV/V,负载调整率为0.556mV/A,低频处电源抑制比达到了-72.6d B。当负载电流在轻载和重载之间瞬态变化时,LDO系统的恢复时间分别为3.48μs和11.51μs,下冲电压为396mV,上冲电压为200mV。