一种高PSRR高稳定性的LDO设计

提出了一种高PSRR高稳定性的低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regular,LDO),该LDO设计了高精度的带隙基准电路和误差放大器,并利用前馈纹波消除技术设计了电源抑制比增强模块,有效提高了电路中高频的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)。基于CSMC 0.18μm工艺对提出的LDO电路进行仿真验证,芯片面积为150μm×131μm。该LDO在4.5 V~5.5 V的输入电压范围下,稳定输出不受温度影响的2.5 V电压;于1 mA轻负载下,电源抑制比在低频处为-103.3 dB,在1 MHz处超过-60 dB。当输出电容为2.2μF时,LDO电路轻载下相位裕度为58.3°,重载下相位裕度为64.1°,具有良好的系统稳定性。

一种高PSRR低温漂无运放带隙基准

针对无运放带隙基准电压源温度特性及电源抑制比差的问题,设计一种高电源抑制比、低温漂的无运放带隙基准电路。该电路通过电流镜进行钳位,避免运算放大器失调电压对输出基准的影响,利用晶体管栅极与三极管基极生成稳定的补偿电流,以降低基准电压的高阶温度系数,输出端采用共源共栅结构提高电源抑制比。基于SMIC 0.18μm BCD工艺在Cadence环境下对电路进行仿真,仿真结果表明:在-40~125℃范围内,电路的温度系数为3.187×10^(-6)/℃,10 Hz时电源抑制比为-88.6 dB,1 MHz时电源抑制比为-50.2 dB。在考虑启动电路影响的情况下,电路在5 V电源下的静态电流为3.78μA,带隙基准的版图面积为160μm×183μm。可实现对基准电压高阶温度项的补偿,降低温度系数,并在没有滤波电容的条件下提高带隙基准的PSRR。

基于低电压与高PSRR的带隙电压基准源设计

阐述对低电压、高电源抑制比(PSRR)的带隙电压基准源设计,分析带隙电压基准源的特点,结合原电路设计的局限性,设计了低电压、高PSRR的带隙电压基准源电路结构。仿真分析表明,仿真的结果和理论分析结果保持一致,所设计电路在低压模拟电路以及数字信号处理系统中有较好适用性。

一种高PSRR低压差线性稳压器电路

通过对低压差线性稳压器(LDO)的电源抑制比(PSRR)进行理论分析得出,功率管栅极电压与LDO输入电压的小信号比值越接近1,PSRR就越高。基于此理论,在传统LDO的基础上增加了1种新结构,将二极管连接形式的MOS管与共源共栅结构串联,使功率管栅极电压与LDO输入电压的小信号比值接近1。随后,对该结构进行了理论分析,分析结果表明相比其他的PSRR提升技术,具有该结构的LDO其PSRR不会随着负载电流的增加而发生较大变化。LDO改进前和改进后PSRR的绝对值分别为65 dB和76 dB;改进后的结构在不同的负载电流下均具有较高的PSRR。相比体驱动前馈以及增加电荷泵将电源回路与LDO主体电路隔离等PSRR提升技术,该方法仅在传统LDO上增加了3个MOS管,减小了电路的功耗和面积。

一种低压高PSRR电流模带隙基准电压源的设计

阐述一种改进型电流模带隙基准,通过改变传统结构中电流镜的比例,显著地提高了基准电压的PSRR。采用55nm CMOS工艺同时设计了这两种带隙基准电路,电源电压均为1.2V,输出基准电压为0.6V。Cadence仿真结果表明,传统电流模带隙基准和改进型电流模带隙基准在10Hz的PSRR分别为-63.7dB和-129.4dB,在-40~125℃的温度范围内,其温度系数分别为10.4ppm/℃和19.5ppm/℃。

低温漂高PSRR的二阶补偿带隙基准源设计

设计了一种线性补偿低温漂高电源抑制比带隙基准电压源电路。带隙基准核心电路采用三支路共源共栅电流镜结构,提高电路电源抑制比。补偿电路采用分段补偿原理,在低温阶段,加入一段负温度系数电流,在高温阶段,加入一段正温度系数电流,通过补偿,使带隙基准输出电压的精确度大大提高,达到降低温度系数的目的;同时电流镜采用共源共栅结构,不仅提高电路的电源抑制比,而且可以抑制负载对镜像晶体管电压的影响。基于0.5μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre对电路仿真,结果表明,在-50^+125℃温度范围内,基准输出电压的温度系数为2.62×10^(-6)/℃,低频时的电源抑制比(PSRR)高达88 d B。

一种高PSRR高阶温度补偿的带隙基准电压源

基于SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一种高PSRR高阶温度补偿的带隙基准电压源(BGR)。采用温度曲率补偿技术和温度分段补偿技术,使该BGR获得低温漂特性。采用PSRR提升技术,使所设计的BGR获得高PSRR特性。仿真结果显示,当温度从-50℃到125℃变化时,该BGR的温漂系数为1.85×10^-6/℃,在频率为100 Hz、1 kHz、10 kHz时分别获得-88 dB、-83.6 dB、-65.8 dB的PSRR。

一种低电压低功耗高PSRR CMOS基准电路

设计了一种工作在亚阈值区的高精度、低电压、低功耗CMOS基准电路。电路采用0.18μm CMOS工艺实现,在1.2V电源电压下,输出202mV的基准电压,在-40℃~130℃范围内的温度系数为6.5×10-5/℃,消耗2.46μA电流。电源电压从1.1V变化到3.6V时,输出基准电压仅变化0.336mV。该基准电路的电源电压抑制比（PSRR）在直流处达到-93dB,10MHz处达到-63dB。设计了一种多路快速启动电路,只需13μs即可完成启动。利用高阈值电压晶体管与普通阈值电压晶体管的Vth之差作为负温度系数电压源,使输出基准电压对工艺角不敏感。

一种高PSRR高精度多阶电流补偿带隙基准源

设计了一种高PSRR高精度多阶电流补偿带隙基准源电路.采用改进威尔逊自偏置电路与放大器结合的方法来获取高PSRR;采用4阶精确补偿电流来补偿高温段和低温段基准电压的曲率.基于0.13μm工艺进行设计,仿真结果表明:在3.3 V电源电压及温度从-100℃到140℃的情况下,带隙基准电压的温漂系数为1.68 ppm/℃,电源电压抑制比为90.4 dB。

用于无源RFID标签的拓展PSRR带宽无片外电容LDO

经过调制的射频信号整流后会为无源射频识别（RFID）标签引入数万到几十万赫兹的电源纹波。为了抑制这种电源纹波,设计了一款1 MHz带宽内高电源电压抑制比（PSRR）、超低功耗、无片外电容低压差线性稳压器（LDO）。利用超级源跟随器结构改变传统LDO环路的极点分布,将输出极点作为环路主极点,将低频PSRR带宽有效拓展到1 MHz。利用动态偏置技术和双零点补偿结构保证环路稳定性。该LDO采用TSMC 0.18μm CMOS工艺实现,芯片面积约0.017 mm^2。测试结果表明：LDO在1 MHz频率范围内的PSRR小于-46 dB,轻负载下的PSRR可达-57 dB;电路消耗0.33-3.4μA的静态电流;在工作电压为1.1-3 V时输入电压调整率为4.6 mV/V;在负载电流为0-25μA时负载调整率为0.3 mV/μA;该LDO仅采用35 pF片上电容。

一种高输入电压高PSRR的带隙基准电路设计

在高压宽输入范围的芯片中,高压电源一般不直接作为带隙基准电路的电源。传统方案采用齐纳二极管加源随器将高压输入转换为低压电源,为带隙基准供电,然而低压电源波动过大,降低了带隙基准的PSRR。电源由反馈环路产生,可以提供高PSRR性能。文章提出了一种输入电压范围为5~65 V,通过闭环负反馈产生低压电源和1.2 V基准电压的带隙基准电路,适用于宽输入电压芯片,如Buck、电机驱动或模拟ASIC芯片。该带隙基准电路的电源是将自身产生的电流流经PMOS,由PMOS的V_(GS)确定。因此低压电源不随输入电压变化,线性调整率极低。该电路由预处理电路、启动电路和带隙基准电路组成,采用负反馈稳压设计,不使用齐纳二极管,不引入额外的掩膜层,降低了电路成本。在CSMC 0.25μm BCD工艺下,基准电压线性调整率低至0.000091%,输入电压在5~65 V范围内基准变化小于1μV,低频PSRR为-160 dB@100 Hz,温度系数为2.8×10^(-5)/℃。

以频谱角度研究LDO高频段PSRR对射频信号的影响

以降压开关电源、LDO以及ADF4350频率综合芯片为测试平台,以自制无源探头、频谱仪作为测试工具,从频谱的角度研究了LDO高频段纹波抑制能力对射频信号质量的影响。频谱测量结果表明:当LDO高频段纹波抑制能力不佳时会在射频信号中引入较大杂散,应在LDO的选型时予以慎重对待。

一种高PSRR快速响应线性电源调制器的电路设计

本文介绍了一种高PSRR的快速响应线性电源调制器的电路设计。该电路采用二阶温度补偿形成稳定的带隙基准参考电压,利用输出电压反馈作为电路的内部电源,使得电路的响应速度更快。同时,由于电路未直接使用输入电压作为内部电源,因此拥有较高的PSRR。仿真结果表明,该线性电源调制器在100Hz下PSRR约为113 dB,同时拥有较快的响应速度和较大的相位裕度。

低温漂高PSRR新型带隙基准电压源的研制

利用带隙电压基准的基本原理,结合自偏置共源共栅电流镜以及适当的启动电路,设计了一种新型基准电压源。获得了一个低温度系数、高电源抑制比的电压基准。通过对输出端添加运算放大器,把带隙基准电路产生的1.2 V电压提高到3.5 V,提高了芯片性能。用Cadence软件和CSMC的0.5μm CMOS工艺进行了仿真,结果表明,当温度在-20～+120℃,温度系数为9.3×10-6/℃,直流时的电源抑制比为-82 dB。该基准电压源能够满足开关电源管理芯片的使用要求,并取得了较好的效果。

采用电阻补偿的高PSRR基准电压源设计

与传统的带隙基准电路完全使用p-n结达到高次温度补偿不同，提出利用标准CMOS工艺下不同电阻的不同温度系数，实现温度的高次补偿，大大减小了电路的复杂性和功耗。同时，通过增加电源电压耦合电路，提高电源抑制比，并在输出级利用低压差电压DC转换电路，实现电压转换，提供可调的多种参考电压。该电路采用Chartered0．35μmCMOS工艺实现，采用3．3V电源电压，在-40～100℃范围内，达到低于6ppm／℃的温度系数，在1kHz和27℃下，电源抑制比达到82dB。

一种带曲率补偿的低压高PSRR带隙基准源

基于SMIC 65nm CMOS工艺,设计了一种带曲率补偿的低压高电源抑制比(PSRR)带隙基准电压源。采用带曲率补偿的电流模结构,使输出基准电压源低于1.2V且具有低温漂系数。在基本的带隙基准电路基础上,增加基准核的内电源产生电路,显著提高了电路的PSRR。采用Cadence Spectre软件,在1.8V电压下对电路进行仿真。结果表明,在1kHz以下时,PSRR为-95.76dB,在10kHz时,PSRR仍能达到88.51dB,在-25℃~150℃温度范围内的温度系数为2.39×10^(-6)/℃。

采用曲率补偿的高PSRR基准电压源

设计了一种输出电压为1．5V的带隙基准电路。该电路采用标准CMOS工艺，工作电压为3～6．5V。采用一种简洁的曲率补偿技术，使输出基准电压温度系数达到3×10^-6V／℃。由于采用共源共栅输出结构，在室温27℃、频率小于1kHz时，电源抑制比达到97dB，电源影响率小于15×10^-6V／V。另外，还设计了启动电路和电流源偏置电路，可以整体应用到SOC系统。

一种高PSRR无电阻带隙基准源

设计了一种高电源抑制比(PSRR)、低温漂的无电阻带隙基准源。在传统无电阻带隙基准电压源的基础上引入反馈环路,实现了对电压的箝制,减小了沟道长度调制效应和失调电压,提高了带隙基准源的PSRR。引入正温度补偿电路,减小了带隙基准源的温度系数。采用TSMC 0.18μm CMOS工艺对电路进行了仿真。结果表明,在3 V工作电压下,在低频下带隙基准源的PSRR为-65 d B,在-25℃~125℃温度范围内的温度系数为3.72×10^(-5)/℃。

用于植入式医疗设备的高PSRR无片外电容LDO

提出了一种用于植入式医疗设备的高电源抑制比(PSRR)无片外电容的低压差线性稳压器(LDO)。所设计的LDO采用自适应负载电流追踪的前馈纹波消除技术来产生动态的前馈纹波,以改善其在不同负载电流下的PSRR。LDO采用超级源跟随器和密勒补偿电路来保证电路的稳定性,其只需要1.2 pF的片上电容。电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计与仿真。仿真结果表明,当负载电流为1 mA时,该LDO的PSRR在1 MHz处为-56.7 dB,在10 MHz处为-45 dB,比传统LDO分别改善了24 dB和30 dB;当负载电流为10 mA时,该LDO的PSRR在1 MHz处为-55.6 dB,在10 MHz处为-43 dB,比传统LDO分别改善了20 dB和28 dB。

一种低工艺敏感度,高PSRR带隙基准源

实现了一种高精度带隙基准源,该基准源在预调节电路中应用了电源行波减法技术,显著改善了输出电压的电源抑制比。提出了采用电流负反馈技术稳定预调节电路电流的方法,降低了带隙基准的温度特性和电源抑制比对阈值电压的敏感度。考虑晶体管阈值电压发生±20%变化的情况下,仿真得到的基准源的温度系数和电源抑制比变化分别只有0.11ppm和7dB。测试结果表明,该基准源在-20～100℃的范围内的有效温度系数为25.7ppm/℃,低频电源抑制比为-68dB。其功耗为0.5mW,采用中芯国际0.35μm5-V混合信号CMOS工艺实现,有效芯片面积为300μm×200μm。