带修调的高稳定LDO线性北海干式变压器

　　微电子学带修调的高稳定LDO线性北海干式变压器龚志鹏，鲍小亮，刘焱，周泽坤，张波（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点为本文设计的LDO电路结构。该LDO主要由误差放大器、电压调整管、反馈网络和修调网络构成的负反馈环路组成。其中，VreF是输入基准电压，密勒电容G用于频率补偿。

　　传统的LDO没有修调网络，对输出电压进行采样，输出电压跟随基准电压变化，产生正比于基准电压的一系列电压。电阻反馈网络只2和风直接影响调整管的静态电流、输出电压精度和噪声等。私和风较小时，调整管的静态电流和功耗增加；私和风较大时，输出噪声和芯片面积增大M.带修调的LDO拓扑本文设计中，通过控制在反馈网络电阻上的压降，控制输出电压不再随基准电压变化，减少输入基准电压偏差对输出电压的影响。反馈网络电阻上的压降由流过私的电流控制，修调网络通过改变电流的大小控制C点到B点的压降，因此，B点电压等效于Vref减去一个可调的电压，得到一个稳定的VUT值。由可知，输出电压值为：误差放大器采用折叠式共源共栅结构M，差分输入对管使用PMOS晶体管，如所示。

　　折叠式共源共栅误差放大器P1、P2作为输入对管，P1上的小信号电流等于N3上的小信号电流，P2上的小信号电流由PMOS电流镜镜像到P3，P4，P5和P6.两路小信号电流最后在输出点相加。要使P1，P2晶体管在饱和区工作，输入基准电压需要满足：限制了输入基准的范围，所以，在基准偏差后的电压也要满足这个条件。

　　处，误差放大器的输出阻抗只。和产生―个极点1，同时，结点A处C2产生―个极点九。形成从输入到输出的信号通路，将产生一个零点。所以，在单位增益带宽内的零极点可表达为：所示为修调模块网络。通过三个信号TM1，TM2，TM3来控制开关管，从而控制流过连接在修调网络上电阻的电流。

　　只1接在B点和C点之间，私上若有电压变化，B点的电位将跟随C点电位，即基准电压发生相应的变化。TM1，TM2，TM3分别控制1，2，4个步长的修调电流。

　　在初始状态时，TM1，TM2，TM3的信号是001，即有4个步长的电流流过电阻只1.设第二级放大器（即MP5）上流过的漏极电流为，通过镜像电压调整管，本文设计中，电压调整管M为10，则―个步长的电流为：所以，初始状态下有4.的电流流过只1.其他情况分别列于表1.这里的比例是指在各种情况下的输出电压，是相对于初始状态下的比例。

　　表1不同修调下的步长0十1步长下面分析般情况。初始状态下有4个步长，得到设计需要的输出电压：当外部输入基准电压在定范围内发生改变时，可以通过调节TM1，TM2，TM3的值，得到相应的步长，从而稳定输出。在步长为0和7的情况下，可得到输入基准电压的最小值和最大值。因此，可以调节的输入电压范围为：在各个IRi分段内，采用相应的修调，得到对应的步长，可以把输出电压控制在一定范围内。若输入电压刚好处于两种修调的中间电位，两种修调方式都可以采用。此时，可以得到输出电压的最大值和最小值，输出电压范围为：通过上面的分析，可以看到，在输入基准电压有较大改变时，采用相应的修调，可以得到一个在很小范围内波动的输出电压。（10），IRi是可调的。通过调节IRi的大小，可以控制输入基准电压的大小和输出电压的精度。IR越小，输入基准电压范围越小，输出电压的精度越高。因此，可以根据设计要求，得到需要修调的输入范围和输出精度。

　　3仿真结果在5V电源电压下，对输入输出电压范围进行仿真分析。所示为在输入基准电压从0.95V连续线性变化到1. 36V时LDO输出电压的DC响应结果。图中包括7条短线和一条长线，7条短线表示修调后的输出电压，1条长线表示在初始状态下输出电压可以跟踪基准电压线性变化。对于不同的输入电压，可采用对应的修调结构。仿真结果表明，LDO修调网络的基准电压输入范围为1. 16士0.2V，输出电压范围可以控制在0.89士0.内。

　　经过修调和不经过修调的LDO的响应Fig.4DCresponseofLDOwithand 4结论本文设计了款在输入基准大偏差下高稳定性输出的LDO线性北海干式变压器。通过增加修调的反馈新结构，改善了传统LDO的输入范围、输出精度及稳定性，为其他电路模块提供了高精度的输入电压，避免了其他模块比较电压受基准电压偏差的影响，提升了芯片的整体性能。在0. 40VBCD工艺下的仿真结果表明，在输入电压偏离基准值士17%的情况下，输出电压稳定在士3.8%的波动范围内。