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LDO芯片设计报告及电路分析报告

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标签: LDO

LDO

LDO芯片设计报告及电路分析报告

集成于射频芯片的
LDO
电路设计报告
总½电路仿真报告
版图设计报告
电子科技大学
VLSI
设计中心
2015
11
10
目 ½
½
第一部分 应用
...................................................................................1
LDO
的分析与设计
............................................................................................................................................ 1
LDO
芯片的特点
................................................................................................................................................ 1
LDO
芯片的详细性½参数
................................................................................................................................ 1
第二部分 电路设计报告...................................................................
5
整½电路上电启动模块
..................................................................................................................................... 5
电流偏½模块
..................................................................................................................................................... 7
带有修调功½的基准模块
................................................................................................................................11
带隙基准源的修调电路设计
........................................................................................................................... 21
预调整放大器模块
........................................................................................................................................... 23
½通滤波器模块
............................................................................................................................................... 27
保护电路模块
................................................................................................................................................... 31
电压跟随器模块
............................................................................................................................................... 39
第三部分 总½电路的仿真
............................................................43
直流参数
........................................................................................................................................................... 44
线性调整率
....................................................................................................................................................... 45
负½½调整率
....................................................................................................................................................... 46
静态电流
........................................................................................................................................................... 46
瞬态仿真
........................................................................................................................................................... 47
噪声仿真
........................................................................................................................................................... 48
交流特性仿真
................................................................................................................................................... 49
PSRR
特性仿真
................................................................................................................................................ 52
第四部分
LDO
芯片版图设计
.......................................................56
I
电子科技大学
VLSI
设计中心
第一部分 应用
LDO
的分析与设计
本论文完成了一种应用于集成于射频芯片的LDO的分析与设计。本文主要从稳定性、负
½½瞬态响应、电源抑制比和噪声四个方面进行了分析。然后,采用SMIC
0.18μm CMOS工艺
完成了包括功率调整管、电阻反馈½络和误差放大器三个部分的电路设计,并用Cadence
Spectre对设计的整½电路进行了仿真和优化,最终实现电路的设计要求,而且可以在片内
集成。可在0.1mA½300mA的负½½电流范围内稳定工½,电路正常工½时温度范围:-55℃
~+125℃,该电路工½电压范围为2.1½3.6V,输出电压1.8V,输出电压在全范围的波动:
≤4mV,输出电压准精度:≤10mV,最小压差在300mV以下,静态电流≤60uA;在10Hz½100KHz
范围内的内部输出噪声积分约为,≤20μVRMS@20mA、≤50μVRMS@80mA、≤100μVRMS
@300mA;
电源抑制比(PSRR,在10KHZ以下):≥60dB@20mA、≥60dB@80mA、≥60dB@300mA;线性调整
率:≤0.1%;负½½调整率:≤1%;启动时间:≤100us;电压瞬态响应:≤30us;负½½瞬态响应:
≤50us;输出启动电压过冲:≤100mV;集成输入欠压过压保护、输出断路保护。另外集成过
温保护以及输入½启动电路。
LDO
芯片的特点
½静态电流
0.1mA½300mA的负½½电流范围内稳定工½,带½½½力强
在10Hz½100KHz范围内的内部输出噪声小
高电源抑制比(PSRR,在100KHZ以下)
可全片内集成
LDO
芯片的详细性½参数
下面将集中讲述一下此次芯片电路设计应该满足的条件,以便于在电路设计过程中有
1
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文档解析

电子科技大学VLSI设计中心完成了一项针对射频芯片集成的低压差线性稳压器(LDO)的分析与设计工作。这项工作涵盖了稳定性、负载瞬态响应、电源抑制比和噪声等关键性能的全面分析,并采用SMIC 0.18μm CMOS工艺实现了电路设计。设计成果包括功率调整管、电阻反馈网络和误差放大器等关键部分,并通过Cadence Spectre软件进行了仿真和优化。

该LDO芯片具备低静态电流、宽负载电流范围、低输出噪声、高电源抑制比等优点,并且可以全片内集成。它能够在-55℃至+125℃的温度范围内稳定工作,支持2.1~3.6V的工作电压范围,提供1.8V的稳定输出电压。此外,该设计还特别关注了噪声性能和电源抑制比,确保了在10Hz~100KHz频率范围内的优异性能。

报告详细介绍了各个模块的设计,如启动模块、电流偏置模块、基准模块、预调整放大器、低通滤波器、保护电路和电压跟随器等,并进行了直流参数、线性调整率、负载调整率、静态电流、瞬态响应、噪声和交流特性的仿真分析。版图设计使用Cadence Virtuoso软件完成,并通过了DRC和LVS验证,版图尺寸为575um×390um,面积约0.22425 mm²。整个设计过程体现了对高性能LDO电路的深入理解和精确控制,满足了现代集成电路对电源管理的严格要求。

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