严利民，殷晓文

(上海大学 微电子研究与开发中心，上海 200072)

在各类便携式电子设备中，低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regulator, LDO)的主要功能是为系统提供可靠稳定的基准电压[1-2].其中宽输入的LDO芯片，直接起到直流转换器(Direct Current-Direct Current converter, DC-DC)的降压作用，特别是在锂电池系统中，电源电压跨度大，宽输入LDO能够很好地匹配不同电池组的电压域，而且减少了成本[3]，增加了芯片的市场应用范围.而且相较于DC-DC，LDO输出精度高，纹波小，能够更好地在输出端抑制噪声，并且不会产生电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)问题[4]，可以用来驱动敏感负载.此外，在实际应用中，当负载条件变化时，系统内极点变化使得LDO的稳定性补偿变得困难，自适应技术能在电路内产生一个随负载变化的零点[5]，以抵消在不同负载条件下极点变化带来的影响，确保整个系统的稳定性，使得芯片可以在全负载范围下工作.本文基于CSMC 0.35μm HV40V标准CMOS工艺设计了一种自适应补偿的宽输入LDO，采用共源共栅运算跨导放大器(Operational Transconductance Amplifier, OTA)作为误差放大器(Error Amplifier，EA)和超级源随器(Super Source-follower)技术，设计了一种输入范围4.5～24V，系统稳定输出为4V的LDO.电源从4V变化到24V时，线性调整率为2.375mV/V，在1μA到20mA负载范围下，负载调整率最差为0.05V/A.可以看出，设计的LDO综合性能良好.

1 LDO系统原理

自适应补偿的宽输入LDO主要包括： 高压带隙基准(Bandgap Reference, BGR)，跨导放大器作误差放大器，缓冲器(Buffer)，PMOS调整管作为系统的输出级，输出端为Vdda.图1(看86页)为LDO的电路结构.其中，在负反馈条件下，运算跨导放大器根据不断比较基准电压VREF和经电阻网络RF1和RF2反馈回来的电压来实时……