LDO设计小结二.pdf

LDO 设计小结 本次设计小结的时间节点为2011 年3 月底，在上学期对LDO 有了初步的认识和了 解，并进行了诸多尝试之后，很想把各种结构和指标从理论上进行分析和总结，该文档 就是基于这个目的。首先给出 LDO 的设计指标：输出电流最大值 350mA ，电流限制 500mA，电源电压范围：2.5V~5.5V ，输出电压可调范围：1.5V~5V，功耗90uA 以内。 后文的组织如下：首先对各个结构的特点，设计要求，仿真结果进行总结，然后就其中 一些现象或问题进行分析。 1.telescopic 即所谓的共源共栅放大器结构，只有一级，如下图所示： Vin G M p Cc Vout Vref R1 R2 首先需要明确的是，由于Vref 为1.2V，所以输入对管只能用N 管，而不能用P 管， 因为功率管 Mp 的栅极G 节点在轻负载时需要被上拉，如果输入对管采用 P 管，则 G 节点需要被下拉（因为Vref 较低），这两者是相互矛盾的。尤其是高电源电压时，这种 效果非常明显，会使整个运放无法工作。若要采用P 管输入，则必须使用两级结构，使 G 节点与输入级的直流电平隔离。 有关telescopic 结构的偏臵电路在后面会介绍，这里不赘述。 经过尝试后，该结构是无法满足设计指标的，由于G 节点的阻抗很高，轻负载时， 输出极点和G 节点处产生的极点都很近，需要非常大的Cc 才能将两者进行分离，而且 即便这样也无法在整个负载范围内保证足够的相位裕度。 个人感觉主要是增益太高了导致PM 很难做好。 另外解释一下为什么不加buffer 级的原因，由于 G 点到gnd 有三个 vdsat （大约 600mV ），到Vin 有一个vgs （350mA 下仿真结果至少 1.1V ），当输入电压Vin 为2.5V 时，剩下的电压裕度（2.5-0.6-1.1=0.8 ）已经不够维持一个buffer 的vgs 。 2.folded cascode 即折叠式共源共栅结构，也只有一级，电路图如下图所示： current buffer Vin Md Ma G M p Vref Mb Vout R1 C