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使用NMOS管和放大电路设计低压差线性稳压器
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传统的低压差线性稳压器LDO，需要在其输出端添加输出电容，以保证系统的稳定性。但这会存在两个主要的问题：一方面，输出端产生的极点位置并不是固定不变的，而是随着负载变化的，LDO的频率补偿很大程度上取决于负载。因此，对输出电容的数值及类型提出了严格的要求;另一方面，增加了成本及PCB板的面积。因此，研究无片外电容LDO是非常有必要的。本论文首先对电源管理芯片及LDO的研究现状及发展前景做了介绍，重点分析了其主要指标及提高系统稳定性、瞬态响应的方法。然后，详细阐述了本文所设计无输出电容LDO电路结构的设计思路，并重点讨论了电路子模块的设计分析与仿真验证。最后，论文给出了整体电路的仿真结果，验证了设计电路的功能与性能。本文所设计的无输出电容LDO采用NMOS管作为调整管，利用伺服跨导放大电路及电容为调整管的栅端提供直流偏置，采用小电流电荷泵电路产生的电压作为伺服跨导放大电路的供电电压，一方面提高了调整管的栅端电压，另一方面减小纹波对输出电压的影响，并采用可变参考电压电路来提高误差放大器输出电压的摆幅，从而提高了系统的动态响应范围。同时，伺服跨导放大电路与电容提高了系统直流工作点的稳定性。芯片采用0.35μm CMOS工艺，基于Cadence等设计工具及Hspice D仿真软件对其仿真验证，仿真结果表明，芯片的压差约为100mV，系统的最差相位裕度约为45？，在-40？C~125？C的温度变化范围内，输出电压的温度系数为14.108ppm/？C，在全负载范围及全输入电压范围内，输出电压均较平稳。仿真结果表明，电路功能和性能均符合指标要求。
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