
本设计采用了一阶温度补偿带隙基准电压源,图4所示为带隙基准电压源的核心电路,这里采用了典型的一阶温度补偿电流模结构。其中M1,M2和M3宽长比相同,R1=R2,A0为误差放大器,误差放大器的同相端接Va端,反相端接Vb端。为了保证电路的稳定性,必须保证电路中由M1,Q1和R1组成的正反馈网络的反馈系数小于M2,R2,Q0和R0组成的负反馈网络的反馈系数,即要求:

运算放大器A0使Va,Vb两点电压相等,忽略电阻的温度系数,电流I0为PTAT电流,I1为CTAT电流。通过选择
,可以得到-40~+85℃范围内温度系数小于4.76ppm/℃。

3 仿真验证
该电路采用SMIC 0.25μm CMOS工艺实现,输入电源电压为2.5 V,输出电压为1.2 V,作为芯片模拟部分的电源。LDO的环路稳定性采用Spectre stb仿真,结果如图5所示,负载电流从1 mA变化到100 mA,整个系统相位裕度均在40°以上,系统稳定。图6为负载电流从1 mA到100 mA转换时,输出电压和输出电流瞬态响应曲线。从图中可以看出,瞬态响应过冲小于20 mV,无振铃现象产生。图6为仿真的电源电压抑制比(PSRR)。低频时PSRR好于75 dB。整个LDO包括基准电压源共消耗静态电流390 μA。

图7 LDO电源抑制比方真图
4 结语
本文设计了一种全集成型LDO线性稳压器,采用一种简单的频率补偿电路,通过输出反馈电路引入零点,抵消了LDO产生第二个极点,获得较好的稳定性。此方法结构简单、不损失环路开环增益、带宽高,而且所需要的补偿电容小,节省芯片面积和输出引脚。