近年來,分布式低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于SoC設(shè)計中,為各種IP的電壓域供電。在超低功耗應(yīng)用中,模擬LDO(ALDO)無法獲得合適的環(huán)路增益,而數(shù)字LDO(DLDO)由于具有良好的低壓工作能力、工藝可擴展性,以及多樣化的控制方案來實現(xiàn)特定電路需求,使其更適合SoC中的細粒度電源管理。包含大量快速開關(guān)器件的數(shù)字IP會產(chǎn)生很大的負載電流變化,因此DLDO需要具有快速的負載瞬態(tài)響應(yīng)。但是傳統(tǒng)的DLDO結(jié)構(gòu)存在速度、精度和功耗的折中問題,當增大時鐘頻率以獲得更快的響應(yīng)速度時,功耗會成比例增加,電流效率和環(huán)路穩(wěn)定性會降低。采用大輸出電容處理負載瞬變不利于片上集成。因此設(shè)計具有快速瞬態(tài)響應(yīng)的片上DLDO成為了研究的熱點。本文以DLDO的快速瞬態(tài)響應(yīng)特性為研究重點,分別從同步控制和異步控制方案出發(fā)設(shè)計了兩種DLDO電路。首先設(shè)計了一種基于三環(huán)路控制的同步DLDO電路:采用三組具有進退位操作的移位寄存器結(jié)構(gòu)作為數(shù)字控制器進行粗調(diào)和細調(diào),以改善速度和精度的折中關(guān)系;提出一種基于下沖檢測和與門結(jié)構(gòu)的輔助環(huán)路來處理負載瞬變,使得瞬態(tài)響應(yīng)速度提高、下沖電壓幅度降低。為了得到更快的調(diào)節(jié)速度和更短的恢...

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1SoC電源管理解決方案

路產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，電源管理芯片的質(zhì)量好壞。在實際應(yīng)用中，外接電源的電壓會隨著時間、負到噪聲的影響，因此解決這些問題的電源管理技集成電路規(guī)模的擴大，集成密度的提高，如今使用SystemonChip,SoC）對電源電壓的需求，電源管獨立器件。含眾多高度集成的模塊，不同模塊通....

圖2.4LDO的輸入輸出特性

第二章低壓差線性穩(wěn)壓器理論基礎(chǔ)要性能指標壓差ropoutVoltage）的定義是電源電壓與輸出電壓的差值的輸出電壓的差值小于電壓差時，LDO將不能控制電LDO輸出電壓OUTV和輸入電壓INV的關(guān)系曲線，曲線區(qū)、壓降區(qū)和調(diào)整區(qū)。當輸入電壓很小時，不足斷區(qū)，輸出電壓接....

圖2.5DLDO瞬態(tài)響應(yīng)過程

究響應(yīng)過程分析的基本DLDO結(jié)構(gòu)，其瞬態(tài)響應(yīng)過程如圖2啟的功率管數(shù)用n表示，一個導(dǎo)通的功率管通功率管的輸出電流為LDOPMOSInI，CAPI時鐘信號CLK同步驅(qū)動動態(tài)電壓比較器和雙向負載電流LOADI在一個非常短的轉(zhuǎn)換時間內(nèi)上升，比較器和移位寄存器....

圖2.6基于反相器的模擬輔助環(huán)路[1]

從限制因素出發(fā)，使用了基于反相器的模擬輔助環(huán)路來消除，其電路結(jié)構(gòu)如圖2.6所示。圖2.6基于反相器的模擬輔助環(huán)路[1]穩(wěn)定狀態(tài)下，反相器中NMOS的源極SSBV直流偏置到地。當負載發(fā)生瞬變時，在數(shù)字環(huán)路響應(yīng)之前，輸出電壓的變化OUTV通過電容CC耦合到，耦....

本文編號：4007952