3DNAND专用：高稳定性无电容LDO设计

“适用于3DNAND的高稳定度的capacitor-free LDO*” 这篇研究论文专注于设计一种针对3DNAND（三维 NAND）闪存技术的高性能、无片外补偿电容的低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator，简称LDO）。在3DNAND存储器系统中，稳定且低功耗的电压调节至关重要，因为任何电压波动都可能影响数据的读写精度和存储单元的寿命。 传统的嵌套米勒补偿技术在LDO设计中被广泛应用，它能提供良好的瞬态响应和稳定性。然而，对于3DNAND这样的应用场景，特别是在空载（即没有电流负载）和大负载电容条件下，传统的补偿机制可能无法保证足够的稳定性。为此，作者提出了一种创新的设计，通过增加“gm减小电路”和“轻重载控制电路”来增强其性能。 “gm减小电路”（gm reduced circuit）可能是用来动态调整增益（transconductance，gm），以适应不同负载条件的变化。在没有电流负载时，降低增益可以减少输出电压的波动，从而提高稳定性。而“轻重载控制电路”则是为了智能地管理不同的负载情况，确保在从轻负载到重负载转换时，LDO能够快速且准确地调整输出电压，保持系统的稳定性。 使用YMTC的0.18微米工艺实现这一设计，仿真结果显示，在2.7伏至3.6伏的电源电压范围内，LDO的静态电流消耗仅为70微安，这意味着其具有较低的功耗。同时，总补偿电容仅为25皮法，表明设计的紧凑性和效率。此外，电路的稳定时间少于18秒，这意味着在负载变化时，LDO能够迅速达到稳定状态，提供稳定的输出电压。输出线性调整率小于2.2毫伏/伏，这意味着当输入电压变化时，输出电压的相对变化非常小，确保了电压的精确调节。负载调整率小于0.9毫伏/毫安，则表明在负载电流变化时，输出电压的稳定性同样出色。 这种capacitor-free LDO设计为3DNAND提供了高稳定性和低功耗的电压调节方案，对于提高3DNAND存储系统的整体性能和可靠性具有重要意义。其独特的补偿机制和负载控制策略为未来高密度存储设备的电源管理技术提供了新的设计思路。