用于植入式医疗设备的高PSRR无片外电容LDO

发布时间：2021-07-28 18:38

　　提出了一种用于植入式医疗设备的高电源抑制比（PSRR）无片外电容的低压差线性稳压器（LDO）。所设计的LDO采用自适应负载电流追踪的前馈纹波消除技术来产生动态的前馈纹波,以改善其在不同负载电流下的PSRR。LDO采用超级源跟随器和密勒补偿电路来保证电路的稳定性,其只需要1.2 pF的片上电容。电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计与仿真。仿真结果表明,当负载电流为1 mA时,该LDO的PSRR在1 MHz处为-56.7 dB,在10 MHz处为-45 dB,比传统LDO分别改善了24 dB和30 dB;当负载电流为10 mA时,该LDO的PSRR在1 MHz处为-55.6 dB,在10 MHz处为-43 dB,比传统LDO分别改善了20 dB和28 dB。 

【文章来源】：微电子学. 2020,50(01)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

传统LDO结构

本文提出的自适应前馈纹波消除电路包含自适应前馈纹波消除电路、误差放大器、求和电路、缓冲级和输出级,结构如图2所示。自适应前馈纹波放大电路和求和放大器组成前馈路径①。求和放大器将反馈调节回路与前馈纹波消除路径在功率管MP的栅极合并在一起。该自适应前馈纹波消除电路通过自适应负载电流追踪技术产生最佳的前馈增益,使电源纹波通过路径①、路径②耦合到输出端的值为0,改善了PSRR。

由式(4)可知,当Hff(s) =-(1+gds,mp/gm,mp)时,VOUT(s)/VIN(s)=0。因此,只要满足Vz =-(1+gds,mp/gm,mp)VIN,PSRR就能得到改善。前馈纹波消除电路包括运放OP1、OP2,以及由MP1与电流源组成的放大级。该电路通过以下3个路径,使MP 管的gds, mp/gm, mp与MP1管的gds, mp1/gm, mp1相等[5]。首先,MP1和功率管MP具有相同的沟道长度,因此MP1和功率管MP具有相同的沟道效应;其次,MP1的宽长比为功率管MP的宽长比的1/500,电流源IX通过电流感应电路成为负载电流IL的1/500,MP1和功率管MP具有相同的电流密度;最后,OP1的反相输入端为基准电压VREF,OP1的正相输入端电压Vy =VRERF,MP1和功率管MP具有相同的源漏电压。

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于无源RFID标签的拓展PSRR带宽无片外电容LDO[J]. 杨清山,梅年松,张钊锋.  半导体技术. 2018(06)
[2]An ultra-low power output capacitor-less low-dropout regulator with slew-rate-enhanced circuit[J]. Xin Cheng,Yu Zhang,Guangjun Xie,Yizhong Yang,Zhang Zhang.  Journal of Semiconductors. 2018(03)
[3]用于RFID阅读器的低噪声高电源抑制比LDO[J]. 任兵兵,张润曦,石春琦.  微电子学. 2017(06)
[4]一种用于VCO供电的低噪声LDO[J]. 王建伟,张启帆,张先仁,陈升,张润曦,石春琦.  微电子学. 2015(05)



本文编号：3308432