An Ultra-Low-Quiescent-Current Dual-Mode Digitally-Controlled Buck Converter...

《An  Ultra-Low-Quiescent-Current  Dual-Mode  Digitally-Controlled  Buck  Converter  IC  for  Cellular  Phone  Applications》

This  dissertation  presents  a  low-quiescent-current  dual-mode  digitally-controlled  buck  converter  IC  for  cellular  phone  applications.  In  cellular  phones,  the  load  current  demanded  by  the  on-board  circuitry  varies  from  below  0.1  mA  up  to  a  few  hundred  mA,  reflecting  operation  in  standby  and  active  (talk)  modes.  Thus,  high  efficiency  over  a  wide  load  range  is  of  high  priority  for  power  management  units,  since  the  total  energy  is  limited  by  the  capacity  of  a  single  cell  Li-ion  battery.  A  dual-mode  buck  converter  IC,  implemented  with  a  0.25-mum  CMOS  process,  takes  2  mm2  active  area  and  demonstrates  equal  or  better  regulation  performance  compared  to  state-of-the-art  analog  switchers.  A  very  low  quiescent  current  of  4  muA  is  achieved  experimentally,  resulting  in  a  more  than  three-fold  reduction  compared  to  the  leading  state-of-the-art  analog  controllers.  Consequently,  a  high  efficiency,  exceeding  70%,  is  achieved  over  a  wide  load  range  between  0.1  and  400  mA.