低噪声、高PSRRLDO电压调节器的设计基本达到上亿美金。主要领头公司有立崎(RICHTEK)，类比科技，致新，贸达，崇贸等。大陆地区主要厂商有：昂宝，圣邦，长运通，芯源，中芯微，启达等，大陆厂商产品功能较专，起点不高，还没有形成很大的规模，但各有特色。市场对电源管理IC的需求极大，但同时。当今，电子产品已普及到工作与生活的各个方面，其性能价格比愈来愈高，功能愈来愈强，供电的电源电路在整机电路中非常重要。电源电路的性能良好与否直接影响着整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的飞速发展，电源技术也得到了很大的发展，它从过去的不太复杂的电子电路变为今日的具有较强功能的功能模块。电压稳定的方式，由传统的线性稳定发展到今天的非线性稳定，电源电路也由简单变得复杂，电源技术正从过去依附其他电子设备的状态，逐渐演变成为一个独立学科分支电源管理电路根据控制信号类型的不同可分为:模拟电源、数字电源和混合电源。模拟电源是发展最早、应用最为广泛的电源，技术较为成熟。对于无需和外部通信的应用场合，模拟电源可提供最经济有效的电源管理解决方案；数字电源的特点是灵活性高，能通过编程为不同客户提供智能化的电源解决方案，但数字电源的成本比较高，而且性能也不如模拟电源优越；混合电源是近期发展起来的电源管理技术，它综合了模拟和数字电源的优点，既有模拟电源高性能的特点又皆具数字电源的高度灵活性，目前已有商家推出了混合电源IC产品，但成本较高。就目前的技术、工艺水平和市场需求而言，模拟电源仍是发展的重点，在未来的发展道路上，最可能的结果是三种技术各展所长，共同推动电源管理技术的发展。电源管理电路根据结构不同又可分为以下几类AC/DC变换器：AC/DC变换器内含低电压控制电路及高电压开关晶管。DC/DC变换器：它们包括升压/降压变换器，以及电荷泵。脉宽调制/脉频调制(PWM/PFM)控制器：PWM/PFM控制器为脉冲频率调制/脉冲宽度调制控制电路，用于驱动外部开关。PWM/PFM控制器与开关变换器之间的区别是：控制器驱动外部开关，而变换器将开关集成到内部。(4)功率因数校正(PFC)预调器：这些IC提供具有功率因数校正功能的电源输入电路。低噪声、高PSRRLDO电压调节器的设计线性电压调节器：线性电压调节器包括正向和负向变换器，以及低压降LDO调节器。电池充电/管理IC：包括电池充电、保护及电量显示IC，以及可进行电池数据通讯的智能电池IC。1.2LDO电压调节器概述1.2.1LDO的特点LDO（LowDropout）电压调节器，是一个自功耗很低的微型片上系统（SOC），它通常由具有极低导通电阻RDS（ON）的MOSFET调整元件、采样电阻、过流保护、温度保护、带隙基准、误差放大器等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成。因为它在调整元件上的压降非常低，所以改善了传统的线性调节器效率低的缺点。根据导通元件（PassElement）结构的不同，线性电压调节器可分为三类：（1）标准的（NPN达林顿）线）低压降（LDO）线性电压调节器；LDO线性电压调节器；上述三类线性电压调节器最主要的差别是电压降（DropoutVoltage）的不同。所谓电压降是指保持线性电压调节器开云真人官方网站 云开真人正常工作而在调节器上所需的输入输出最小电压差。线性电压调节器设计的关键之处是在最小的输入电压下，使调节器正常工作而消耗在内部电路上的功耗尽可能少、这样效率才会更高。在上述三类线性电压调节器中，LDO所需压降最小、效率最高。而标准的（NPN达林顿）线性电压调节器所需压降最大，因而其效率最低。本文设计的正是在三类调节器中效率最高、压降最小的低压降（LDO）线性电压调节器。由于高效率的驱使，在过去几年里的电源管理市场上开关稳压器倍受欢迎，它不但能够实现升压、降压、升降压和反相，而且输出电流能力大。但是它与LDO电压调节器相比成本高、需要外接电感或者变压器，电路更为复杂，而且它本身具有一定的开关噪声，会从电源的输入端产生差模和共模干扰信号，因而使用受到限制。尤其是在噪声要求很高的手机中，射频电路对供电电源的输出纹波低噪声、高PSRRLDO电压调节器的设计要求很高，为避免电源开关噪声的影响，防止射频电路各个部分之间相互干扰，不能采用开关式稳压器。而LDO电压调节器不需要外接电感、结构简单、输出电压噪声小、功耗低、使用方便，非常适用于便携式设备。因此，LDO电压调节器是手机电源管理不可或缺的重要组成部分[24][25]电荷泵电源因其大输出电流的特点常被选用来做系统的主电源，需求量也在逐渐上升。它的另一特点是无需电感，只需要几个外接电容器，因此体积较小，成本较低，效率也足够高，但是它的开关噪声和静态电流都比较大。此外，这种电路的输出电压只能取输入电压的倍数，虽然使用多个充电泵仍可获得其它倍数的输出电压，然而成本和静态电流也会增加，因而限制了它的使用范围。相比于上述两种电源，LDO电压调节器具有以下几方面的突出特点：其封装非常适合应用在便携电子设备中，如移动电话、无线调制解调器和掌上电脑等；对于固定电压输出的使用场合，外围只需几个很小的电容即可构成整个电源解决方案；由于其超低的输出电压噪声，非常适合用于对噪声敏感的音频、射频电路的供电；因此，LDO电压调节器被广泛应用于手机等便携式电子设备中。比如，一部手机中通常会使用多个LDO电压调节器，以提供不同的电压，或当作具有一定电源抑制比（PSRR）的开关来阻止噪声耦合。而且中国市场前景广阔，手机等便携式多媒体终端设备的巨大需求，一定能够带动IC市场增长。如此，本文的设计工作--低噪声、高PSRRLDO电压调节器芯片的设计便显得格外有意义。1.3LDO的应用由于LDO电压调节器功耗低、输出噪声小、可靠性高、体积小、重量轻、成本低、便于集成等特点，它被广泛应用于各种便携式电子设备中，例如手机、便携式电脑、MP3、MP4、PDA、电子医疗开云真人平台 开云真人官方入口设备、电子显开云真人官方网站 云开真人微镜、微处理器等，并在近几年得到迅速发展和不断的更新换代[26]低噪声、高PSRRLDO电压调节器的设计在电源管理领域，LDO(线性电压调节器)和DC-DC(直流-直流转换模块)是主导市场的两大产品，随着下游便携设备产量的快速增加以及对能效要求的提高，LDODC-DC必将保持高速度的增长。LDO电压调节器具有输入范围宽、输入输出压差低、静态功耗小、噪声低、体积小等特点，但相比DC/DC变换器，在输入输出电压差比较大的场合效率偏低。DC/DC变换器的效率较高，但它的体积大，功耗和噪声也比较高。因此，LDODC/DC有着各自的优缺点，可根据不同的应用的场合选择适当的器件。LDO是应用最为广泛的电源管理IC，虽然结构和工作原理都不太复杂，但要做一个性能优越的LDO也具有一定的困难，因此，对LDO进行深入的研究具有很重要的意义,它是每个电源管理IC设计公司必做的产品低噪声、高PSRRLDO 电压调节器的设计 1.1LDO 的典型的应用 所示的是一种常见的AC/DC 电源，交流电源电压经过变压器后 变换成所需要的电压值，该电压经整流后变为直流电压，在该电路中，LDO 用是：向负载提供不随电源电压和负载变化的低噪声直流稳定电压。各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化，为了保证蓄电池输出恒定电 压，通常都在电池输出端接入 LDO，如图 1.1(b)所示，LDO 一般具有很低的静态 功耗，可以延长电池的使用寿命，同时，LDO 的输入输出电压差很小，因此在蓄 电池接近放电完毕时仍可以保证输出电压稳定。 在电源电路中，开关电源的效率很高，但输出纹波电压高、噪声大，电压调 整率等性能也较差，如果在开关电源的输出端接入 LDO，如图 1.1(c)所示，则 可以在不明显降低效率的条件下显著提高输出电压的精度，降低输出电压的纹波 和噪声。 在某些应用场合中，系统只有一组电池供电，但系统中的各部分电路需要几 组相互隔离的不同电压，因此必须采用多只 LDO 供电，同时为了节省电源能量， 在部分电路不工作时希望给它供电的 LDO 处于休眠状态，这样就要求 LDO 具有使 能控制端，如图 1.1(d)所示。由此可见，通过适当的组合，LDO 能为各种电子产 品，特别是电池供电的便携式电子设备提供灵活、高效、可靠的电源管理方案。 1.4 本文的工作 本文首先设计了一种基于 CMOS 工艺的 LDO 电压调节器，该 LDO 在各个设计 低噪声、高PSRR LDO 电压调节器的设计 指标间进行了折中，不但具有很低的输入输出电压降和超低的静态电流，同时还 具有良好的负载调整能力和线性调整能力。此外，该 LDO 还具有精度很高的过温 保护电路和快速安全的过流保护电路。 第一章 主要是在查阅文献资料的基础上对论文所涉及到的主要相关学科和 技术进行概略性的介绍，从而对研究工作有一个总体的概念； 第二章 LDO电压调节器的工作原理进行理论分析，并定义、讨论了 LDO 的各设计指标及这些指标与电路结构的关系，为后续具体电路的设计打下坚实的 理论基础； 第三～六章 电路的整体架构设计和各个功能模块的设计。其中包括：基准 源、误差放大器、过温保护、过流保护等模块。给出实际线路图并分析其工作原 第七章采用电路仿真软件 Cadence Spectre进行整体电路的仿真分析， 根据指标要求进行电路的优化和元器件参数的调整，使各子模块电路与整体电路 的电特性参数达到设计要求； 第八章 总结本论文的工作。 低噪声、高PSRR LDO 电压调节器的设计 第二章 LDO 电压调节器的基本理论 本章首先分析 LDO 电压调节器的结构和工作原理，然后介绍 LDO 的典型设 计指标，并讨论各个指标与电路结构的相互关系，为后续具体电路的设计打下坚 实的理论基础。 1.5 LDO 电压调节器的结构和工作原理 [27] 1.2.2 LDO 开云真人平台 开云真人官方入口电压调节器的结构 LDO 电压调节器的构成主要有调整管（ Pass Element）、误差放大器 （ErrorAmplifier）、电压基准源（Voltage Reference）、反馈网络（Feedback Network）四部分组成，如下图所示： 2.1LDO 结构示意图 电压基准源（VoltageReference） 电压基准源是所有变换器的工作起点，给误差放大器提供参考电压并为各电 路提供偏置。电压基准源常采用带隙结构，因为这种电压基准源能够工作在低的 电源电压下，并且有较高的精确度和热稳定性。一阶温度补偿带隙基准源的温度 系数约为 20ppm/C～60 ppm 误差放大器（ErrorAmplifier）其功能主要是用来控制输出电压。其中 VP=VOUTR2 /(R1 R2)，让VP 低噪声、高PSRR LDO 电压调节器的设计 准电压 Vref 进行比较，然后由误差放大器放大去控制调整管（Pass Element）， 从而控制输出电压 VOUT 到需要的值。由于此电路存在深度负反馈，因此误差放 大器的输入差分信号（VERR=VP -Vr ef）几乎为零。设 Vref=VP 则有：VOUT