随着电子产品的快速发展,电源管理技术已经变得越来越重要。目前,在众多电源管理类芯片中,LDO芯片的应用最为广泛。这是由于LDO芯片的输入输出电压差较低,并且具有低纹波和低输出噪声等优点,可以满足大部分电子产品对电压变换的需求；而且,LDO芯片面积较小,同时外围电路也比较简单,有利于电子产品的小型化和轻型化,从而特别适用于近年来飞速发展的便携式电子产品中,诸如PDA、MP3\MP4、数码相机、手机等。因此,研究并开发高性能的LDO芯片具有明确和重要的实际意义。本文基于CSMC 0.5μm CMOS工艺,并采用多种降低芯片噪声和功耗的方法,设计了一款新型的LDO芯片。所设计的LDO芯片具有3.5V-5.5V的较宽输入电压范围,3V的稳定输出电压；并且,最大负载电流可达150mA,线性调整率为0.8mV/V,电源抑制比为64dB,静态电流小于150uA。因此,所设计的LDO芯片可适用于苛刻条件下的便携式电子产品。首先,本文简要地介绍了电源管理类芯片和LDO芯片的现状和发展概况,并分析了LDO芯片的基本原理和性能指标,提出了本文所设计LDO芯片的技术指标。接着,详细给出了LDO芯片各个模块的设计,包括原理分析、电路设计以及仿真测试结果。其中,在带隙基准电压源模块中,采用与电源无关的偏置技术设计了启动和偏置电路,以确保基准电压的精度和稳定性；在误差放大器模块中,采用嵌套密勒补偿技术和动态零点频率补偿技术,以提高LDO芯片的电源抑制比；在过温保护模块中,采用温度差分比较检测技术和磁滞窗口技术,以保证芯片在过温情况下仍可正常工作。然后,对本文所设计的LDO芯片进行了整体仿真和版图设计,结果芯片所占的面积为823μmx635μm。最后,仿真和测试结果表明,所研制芯片达到了设计技术指标的要求。
