一种基于负载检测技术的高稳定性瞬态增强LDO

摘要

为提高无片外电容低压差线性稳压器（low-dropout linear regulator, LDO）的瞬态特性，设计优化负载检测电路和过冲/欠冲抑制电路，实现一种低功耗高瞬态特性的无片外电容LDO.负载检测电路通过高比例电流镜采样并跟随LDO负载电流的变化，自适应地改变误差放大器尾电流的大小以改进系统的带宽与摆率，从而提高LDO的瞬态响应速度.在输出电压发生过冲时，过冲抑制电路利用高通网络检测到功率管栅极电压的变化，为负载电流开启放电通路，降低其在输出级的变化量，从而抑制过冲；在输出电压发生欠冲时，欠冲抑制电路通过为功率管栅极驱动电流开启放电通路，快速提高功率管的输出电流，进而有效抑制欠冲.基于0.5μm CMOS工艺，完成电路设计与测试.结果表明，LDO的输入电压为2～5.5 V，输出电压为1.2 V；电路最大负载电流为150 mA，线性调整率为1.7×10^-3；无负载时，静态电流小于6.16μA；负载电流在1～150 mA@1μs跳变时，欠冲和过冲电压均小于300 mV.该LDO具有功耗低、瞬态特性高等优势，可满足便携式电子设备的应用需求.

关键词

低压差线性稳压器 / 低功耗电子 / 瞬态分析 / 负载检测技术 / 过冲/欠冲抑制

基金资助

湖南省自然科学基金资助项目（2024JJ7610）; 湖南省教育厅科学研究项目（24A0227）; 长沙理工大学实践创新与创业能力提升计划项目（CLSJCX23111）;长沙理工大学研究生科研创新项目（CSLGCX23111）; 国家级大学生创新创业训练计划项目（202210536038）