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茂名电白二手变压器回收,基于0. 35 pm CMOS的高性能LDO稳压器设计刘阳3,,李强3,

时间:2017-08-26 15:18

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  随着便携式电子产品的广泛应用,电源管理芯片成为必不可少的关键部分。低压差(LDO:Low线性稳压器是电源管理芯片中的一种,而无片外电容型的LDO稳压器因具有节省芯片面积、应用成本低的特点13,成为行业更加关注的焦点。笔者基于0.35pmCMOS(ComplementaryMetal OxideSemi-conductor)工艺设计了一种高性能无片外电容低压差线性稳压器,其中设计的负载瞬态响应增强结构和电SupplyReectionRatio,RpSRR)增强网络,明显降低了由于芯片受负载变化以及电源基金项目:国家自然科学基金资助项目(61076046)),女,哈尔滨人,吉林大学教授,博士生导师,主要从事半导体光电器件研究,(Tel)8613159750298(E-mail)yz886666噪声干扰对输出电压的影响。采用密勒补偿法保证系统稳定工作,允许输入电压变化范围为3~5V,系统稳定输出为2. 8V,负载瞬态响应过冲电压小于55mV,电源抑制比在1MHz时为-46dB,笔者设计的LDO是款综合性能良好的芯片。

  1高性能无片外电容LDO稳压器设计方案为笔者设计的无片外电容LDO的系统结构,主要包括误差放大器EA、电源干扰抑制比PSRR增强网络、负载瞬态响应增强网络、补偿电容(Cd、Cc21和Q22)、功率调整元件Mp以及电阻采样网络。

  1.1负载瞬态响应增强网络设计在无片外电容LDO负载瞬态响应中,输出电压冲A匕的表达式为08其中W为带宽疋为负载电流瞬间变化时对功率调整元件栅极的充放电流。从式⑴可看出,提高参数/可使输出电压过冲A匕减小,即增强了负载的瞬态响应。笔者通过设计的两条通路产生的电流实现该方案(见)。第1条通路由和Mn7构成,NEWS求购二手变压器NEWS,Mg和I构成一个简单的反相器,其跨导比例为。在负载发生瞬间变化时,输出电压V也会随之变化。假设输出电压V增大,通过电阻采样网络使反馈电压Vfb增大,从而误差放大器的输出电压Vea变大,Lea经过反相器Mrf和Mn5,Mn7的栅极电压减小,使流经Mn7的源漏电流变小,等效为流向功率调整元件栅极的电流增大;第2条通路由Mn6、Mp8和Mp9构成,设Mp8和Mp的电流镜像比为a,当误差放大器的输出电压Vea变大时,即Mn6的栅极电压增大,会使流经Mn6的源漏电流增大,Mg和Mp9将电流镜像,使流经Mp9的源漏电流增大,该电流可以看做是另一路流向功率调整元件栅极的充电电流。

  综合上面的分析,当负载电流发生瞬间变化时,由所设计的两条通路产生的电流会同时流向功率调整元件栅极,从而加大功率调整元件栅极的充放电流,NEWS10kv变压器多少钱NEWS,即其中gm为MOS管的跨导,其下标号与MOS管的下标号相对应。由式(2)可见,若要增大无片外电容低压差线性稳压器的负载瞬态响应特性,可通过以下几种方案实现:增大Mn4和Mn5反相器的跨导比值yS,增大lMn,和Mn6的跨导gmn7和gmn6,或增大Mp8和Mp9的电流镜像比a都可增强无片外电容LDO负载瞬态响应特性。

  V时,无片外电容LDO的负载瞬态响应仿真图。当负载电流1内在0.5 ~100mA之间切换时,输出电压的过冲电压小于55 mV,NEWS二手配电柜回收NEWS,对应的响应时间小于1.9完全可以满足芯片对负载变化的响应。

  1.2电源干扰抑制比PSRR增强网络设计首先,对未加入PSRR增强结构的无片外电容LDO的电源干扰抑制比PSRR特性进行分析,由电路分其中ro1,o2,ds为相应的输出阻抗,为拉普拉斯变换。从式(3)可知,未加入PSRR增强结构时,无片外电容LDO的电源干扰抑制比PSRR的主极点为主极点P1严重影响了无片外电容LDO对电源噪声干扰的抑制能力,因为Mmp9和功率调整元件Mmp会将电源上的干扰通过电容Cc1耦合到LDO系统的输出端。为了解决上述问题,引入了所示的电源抑制比PSRR增强网络,由电路分析可知,mpgmp2,mn6,mp6,Q1,QCgdmp9,则电源抑制比从式(5)可知,加入PSRR增强结构后,电源干扰抑制比PSRR的主极点仍为式(4)未加入PSRR增强结构时的电源干扰抑制比PSRR的主极点。但是,加入PSRR增强结构后,引入了一个新的零点,表达式为因此,调整的尺寸,改变其跨导gmp6,便可通过引入该PSRR增强结构产生的零点补偿影响无片外电容LDO电源噪声干扰抑制能力的主极点,使无片外电容LDO的电源干扰抑制比PSRR的频率范围明显变宽,从而达到了增强电路对电源干扰噪声的抑制能力的目的。为负载电流是100 mA时,无片外电容LDO的电源干扰抑制能力仿真图,在低频时可达到-80 dB左右,在高频1MHz时约为-46dB,具有良好的电源干扰抑制能力。

  无片外电容LDO电源干扰抑制比仿真结果2高性能无片外电容LDO稳压器整体仿真结果系统稳定性无片外电容LDO整体仿真结果Fig. a为负载电流是100 mA时,无片外电容LDO的稳定性10仿真图,低频增益约为100dB,相位裕度约为69.,此时无片外电容LDO是稳定的。b为无片外电容LDO的输入输出特性,当输入电压为3~5V时,系统能稳定输出电压2.8V;c为负载电流是100mA时,无片外电容LDO的线性调整率(33.7m/V);d为负载电流从0.5mA变化到100mA的过程中,无片外电容LDO的负载调整率(17.2mm/V)。为高性能无片外电容LDO稳压器的版图,芯片面积为533pmx330pm,并对该版图提取寄生参数进行后仿,结果表明性能良好。

  无片外电容低压差线性稳压器版图Fig.5Off-chipcapacitor-freeLDO 3结语笔者设计了一种高性能的无片外电容低压差线性稳压器LDO,给出了增强负载瞬态响应特性以及电源干扰抑制能力的电路结构,并针对这种结构进行了理论推导。采用0.35CMOS工艺完成设计,并给出仿真结果,系统在3 ~5V的输入电压范围内,稳定输出电压为2.8V,电源抑制比在高频1MHz时达到-46dB,负载变化引起的输出电压过冲小于55mV.

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