基于0.5μm工艺的高稳定性和快速响应无外置电容LDO设计

本文主要探讨了基于Nuvoton 0.5μm 5V标准CMOS工艺的高稳定性、高瞬态响应以及无片外电容的低压差线性稳压器(LDO)的设计。设计的关键在于提高电路的稳定性和瞬态响应性能，这在现代电子系统中尤其重要，尤其是在对电源管理要求严格的设备中，如高性能处理器、移动设备等。 作者们针对LDO设计中的常见问题，如过冲和欠冲电压，提出了创新的解决方案。他们设计了过冲电压改善模块，通过比较LDO输出电压和参考电压，当输出电压过高时，会开启一个快速放电通路将电压降低，以避免损害电路。另一方面，欠冲电压改善电路利用电容耦合技术捕捉LDO输出电压的瞬态变化，通过反向放大来加速功率管栅极电容的放电过程，从而加快对输出电容的充电，确保输出电压的快速恢复。 通过仿真分析，该LDO在TT工艺角下的表现非常出色，空载相位裕度为64.57°，满载相位裕度为62.58°，这意味着它在不同负载条件下的动态性能稳定。过冲电压仅为40mV，欠冲电压则控制在97.6mV，显示出良好的电压调节精度。线性调整率低至0.733‰，表示输出电压与输入电压之间的线性关系非常接近理想状态。负载调整率19μV/mA，反映了器件在负载变化时的性能稳健。电源电压抑制比(PSRR)达到-73dB，意味着该LDO对于电源电压波动的抑制能力很强，能够提供更纯净的输出电压。 这篇研究论文关注于解决传统LDO设计中的挑战，并提出了一种创新的解决方案，旨在提升电源管理组件的性能，这对于提高电子系统的整体效率和可靠性具有重要意义。此外，它还提供了设计细节和性能参数，为其他工程师在类似工艺条件下开发高稳定性LDO提供了有价值的参考。