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在众多使用电池供电的便携式设备中,电源管理系统发挥着至关重要的作用,并且直接影响着系统的整体性能。LDO作为一种电源管理芯片,因其具有体积小、成本低、输出纹波和噪声低以及稳定性高等优异特性得到广泛应用。随着对低噪声、宽输入范围的应用需求不断增大,越来越多的便携式应用采用低噪声、宽输入范围稳压器作为其片上电源。因此,研究设计具有宽输入电压范围的低噪声LDO线性稳压器具有重要意义。本文研究并设计了一种具有宽输入电压范围的低噪声LDO线性稳压器电路。首先研究了LDO线性稳压器的基本结构和电路原理。根据设计目标,基于TSMC180nm BCD工艺,完成了LDO线性稳压器设计和关键模块的版图。与传统宽输入范围LDO通过在每条电流支路上采用耐高压管实现宽输入范围电压相比,本文设计高压预调制模块,将5～20V的高输入电压降压为4V,为LDO核心电路供电,从而避免大量使用耐高压管,以节约版图面积、降低功耗;功率调整管采用耐高压PMOS管以实现低压差、低噪声,并且能够适应宽输入电压范围;通过分析LDO线性稳压器的噪声特性,设计低噪声结构带隙基准并对基准输出进行低通滤波,相比于带输出Buffer的电流基准,在实现低噪声的同时具有较低的功耗;误差放大器采用两级结构,第一级采用OTA结构,第二级采用共源级放大器,以实现较低的输出噪声,以及较小的输出等效阻抗,避免产生低频极点;第二级为耐高压放大器,避免功率调整管栅源被击穿;此外,设计过流保护和过温保护电路以防止芯片在极端状态下受损。本文基于TSMC 180nm BCD工艺,利用Cadence Spectre仿真软件对设计的LDO线性稳压器进行仿真验证。仿真结果表明:设计的LDO线性稳压器在1.8V～20V的宽输入范围内均可正常稳压至1.5V,并且在10Hz～100KHz频率范围内输出积分噪声为32.897μVrms,低频PSRR为79.74d B,10KHz处PSRR依然有40.58d B,满足设计要求。最后,误差放大器后仿真增益为58.94d B略低于前仿真,单位增益带宽和相位裕度与前仿真相差无几,带隙基准后仿真温度性能满足应用需求。