杨东杰，邰 锋，王 骥，曹灿华，甄少伟，罗 萍，张 波

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家实验室，成都610054）

·大规模集成电路设计、制造与应用·

低噪声DC-DC变换器设计❋

杨东杰，邰 锋，王 骥，曹灿华，甄少伟，罗 萍，张 波

（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家实验室，成都610054）

提出了一种基于Sigma-Delta调制原理的低噪声DC-DC变换器。首先对比了传统PWM调制器型DC-DC变换器及传统Sigma-Delta调制器型DC-DC变换器；从它们各自的优缺点出发，基于改进的一阶Sigma-Delta调制器，构建了新型的DC-DC变换器架构。传统的PWM调制器被去除，由钟控量化器实现了调制功能。环路补偿被简化，将片外电容及电感组成积分功能模块，直接用于环路的构成。整体电路基于40nm Mixed-Signal CMOS工艺进行设计，仿真结果表明，该结构相比传统固定频率PWM调制DC-DC变换器，输出电压频谱中的谐波尖峰能够得到有效抑制。在2MHz开关频率处，频谱尖峰减小了40dB，同时具有良好的瞬态响应特性，快速响应时间及较小的上下过冲。

DC-DC变换器；PWM调制；Sigma-Delta调制；低噪声；频谱抑制；架构简化

1 引 言

电源和衬底噪声对敏感射频SoC影响巨大，往往会严重制约射频电路的性能。传统的射频电路供电一般采用低噪声、高电源抑制比的低压差线性稳压器（LDO，Low Dropout Regulator）供电，其具有输出电压稳定，纹波小，稳态误差小等特点。但是LDO的效率较低，不利于便携设备的长时间待机要求。开关变换器具有较高的变换效率，但其固定频率的PWM（PulseWidth Modulation，脉宽调制）调制方式会不可避免地引入谐波噪声，对射频电路十分不利［1］。Sigma-Delta调制DC-DC变……