一種具有過溫和短路保護(hù)的低壓LDO設(shè)計(jì)
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2 LDO的整體設(shè)計(jì)與仿真
2．1 LDO整體架構(gòu)的電路設(shè)計(jì)
該電路從總體上可劃分為電壓基準(zhǔn)源(BANDGAP)，誤差放大器(ERR-AMP)，過溫保護(hù)電路(OTP)，短路保護(hù)電路(SHD)，使能控制和驅(qū)動(dòng)模塊(調(diào)整管、反饋網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償元件)等幾個(gè)模塊組成，其中輸出電容是外置元件，用于頻率補(bǔ)償及改善瞬態(tài)特性。其整體框圖如圖10所示。其中使能信號(hào)EN通過反相器得到兩個(gè)反相的信號(hào)以控制不同的電路。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/179892.htm
2．2 LDO整體架構(gòu)的版圖設(shè)計(jì)
本文所設(shè)計(jì)的LDO電路基于UMC MIXED MODE CMOS 0．18μm工藝，所用到的器件主要有：
NMOS，PMOS，P+POLY電阻，Metal1-Metal2電容以及PNP管。其中PNP管是CMOS工藝中寄生的縱向PNP，LDO整體電路的版圖可分為帶隙基準(zhǔn)、運(yùn)放、比較器等幾個(gè)主要模塊，其中大電阻位于兩側(cè)，MOS電容位于右下方。整體版圖如圖11所示。
2．3 LDO整體架構(gòu)的仿真
根據(jù)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)指標(biāo)和整體的功能要求，利用HSPICE CMOS 0．18μm工藝庫(kù)對(duì)整體電路的各種主要性能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真，為了獲得較好的整體性能，各個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)之間進(jìn)行了優(yōu)化和折中，下面依次給出各種性能相關(guān)的仿真結(jié)果。
(1)LDO頻率響應(yīng)仿真。本文采用的補(bǔ)償方法是通過輸出電容產(chǎn)生的ESR電阻產(chǎn)生的零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)?。從圖12的仿真結(jié)果中可以看出，電路的低頻增益為88 dB，電路相位裕度為65°，具有良好的穩(wěn)定性。
(2)負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)仿真。圖13所示仿真結(jié)果表明，負(fù)載電流在0～300 mA變化時(shí)，其輸出電壓的變化范圍小于20 mV，具有良好的負(fù)載瞬態(tài)特性，完全符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。
(3)線性瞬態(tài)響應(yīng)仿真。線性瞬態(tài)響應(yīng)描述的是當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，輸出電壓保持恒定的能力。它是一個(gè)在大信號(hào)范圍內(nèi)定義的參數(shù)。如圖14所示。
3 結(jié)語(yǔ)
本文采用的補(bǔ)償方法是通過輸出電容產(chǎn)生的ESR電阻產(chǎn)生的零點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償?shù)?。從上面的仿真結(jié)果中可以看出，電路的低頻增益為88 dB，電路相位裕度為65°，具有良好的穩(wěn)定性；負(fù)載電流在0～300 mA變化時(shí)，其輸出電壓的變化范圍小于20 mV，具有良好的負(fù)載瞬態(tài)特性；Vin在1．2～2．0 V之間變化時(shí)，其輸出電壓的變化為150 mV，線性瞬態(tài)特性滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。
評(píng)論