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低漏失线性稳压器(LDO)在电源管理IC中占有重要地位。新一代LDO更是以超低噪声、高PSRR、高精度和极低的成本在便携式电子设备中得到了广泛应用。
本论文以西安电子科技大学电路CAD所的科研项目“电源管理类集成电路关键技术理论研究与设计”为背景,设计了一款低漏失线性稳压器芯片XD7029。该芯片采用0.6μm 20V BCD工艺,有较宽的输入电压范围(7V~18V),输出电压为5V。在典型负载电流(25mA)情况下,压降仅为65mV;采用具有低漏失特性的PMOS管作为调整元件,提高了芯片的整体效率;特别设计了自适应频率补偿电路,使补偿零点跟随负载电流变化,降低了负载电流变化对系统稳定性的影响;结合前馈电容补偿网络增大了系统环路的单位增益带宽和相位裕度,改善了稳压器的瞬态响应特性,大大降低了应用成本。
文中首先论述了低漏失线性稳压器XD7029的基本原理,以此为基础构建了系统整体架构,并制定了芯片的设计指标。根据设计指标,论文详细设计了芯片内部电路模块。包括:带隙基准电压源、误差放大器、频率补偿、过温保护电路等。然后对电路的所有子模块电路进行了详细分析,利用Cadence、Spectre等软件进行了各模块和整体电路的设计及仿真验证。仿真结果表明,电路功能和性能指标均已达到设计要求。