使用主動式放大補償電容技巧的低品質因子低壓降線性穩壓器

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研究生：	王麒榜 Wang, Chi-Pung
論文名稱：	使用主動式放大補償電容技巧的低品質因子低壓降線性穩壓器 Active Capacitor Multiplier in Low Dropout Regulator with-reduction
指導教授：	連振炘 Lien, Chen-Hsin
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電機資訊學院 - 電子工程研究所 Institute of Electronics Engineering
論文出版年：	2010
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	46
中文關鍵詞：	主動式放大補償電容、低壓降線性穩壓器
外文關鍵詞：	Active Capacitor Multiplier, Low Dropout Regulator
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本論文的研究是將主動式放大補償電容技巧應用在無外部補償電容低壓降線性穩壓器上，以減少穩壓器的內部補償電容面積。其中，主動式放大補償電容技巧是根據米勒效應來達成其放大等效電容的效果。本論文所提出的電路架構是在第一級放大器的輸出端加上一個緩衝電路來完成主動式放大補償電容架構，所以不需要改變第一級放大器本身的架構。因為在第一級放大器輸出端多了一個緩衝電路，使得主極點多了一條電流路徑，因此系統頻寬與輸出電壓暫態響應能獲得改善。
本論文提出的無外部電容低壓降線性穩壓器採用TSMC 0.18μm製程來模擬。工作電壓由1.4V到1.8V，可提供1.2V輸出電壓，具備200mV低壓降的特性。最大輸出電流為50mA，最小輸出電流為100μA。線性調節率與負載調節率分別為18 μV/mV與136.27 μV/mA。由模擬結果顯示穩壓器所需要的補償電容值從5 pF減少至2.2 pF，而系統頻寬與暫態響應也獲得改善。

目錄

摘要                                                            I
目錄                                                            III
附圖索引                                                        VI
附表索引                                                        IX

論文本文
第一章    序論                                                1
    1.1 電源管理系統簡介                                            1
    1.2 低壓降線性穩壓器的簡介                                    3
        1.2.1 低壓降線性穩壓器的應用方法                            3
        1.2.2 傳統低壓降線性穩壓器的簡介                            5
        1.2.3 無輸出電容的低壓降線性穩壓器                        6
    1.3 研究動機                                                    7
    1.4 論文大鋼                                                    7

第二章    電路設計                                            9
2.1 低品質因子低壓降線性穩壓器                                9
2.2 主動式放大補償電容技巧                                    14
    2.3 使用主動式放大補償電容技巧的低品質因子低壓降線性穩壓器    15
        2.3.1 設計動機與概念                                        16
        2.3.2 電路設計與架構                                        17

第三章    線性穩壓器各類特性介紹與模擬結果            22
3.1 低壓降線性穩壓器的穩態規格                                22
        3.1.1 靜態電流 (Quiescent Current)                            23
        3.1.2 線性調節率 (Line Regulation)                            25
        3.1.3 負載調節率 (Load Regulation)                            28
        3.1.4 溫度係數效應 (Temperature Coefficient)                    31
3.2 低壓降線性穩壓器的動態規格                                34
        3.2.1 負載暫態響應 (Load Transient Response)                    34
        3.2.2 線性暫態響應 (Line Transient Response)                    36
3.3 低壓降線性穩壓器的高頻規格                                39
        3.3.1 電源拒斥比 (Power Supply Rejection Ratio)                39

第四章    結論與討論                                        42
    4.1 結論                                                        42
    4.2 討論                                                        44

參考文獻                                                        45

                                

[1] S. K. Lau, P. K. T. Mok, and K. N. Leung, “A Low-Dropout Regulator for SoC With Q-Reduction”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 42, no. 3, pp. 658-664, March 2007
[2] G. A. Rincon-Mora, “Active capacitor multiplier in miller-compensated circuits,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 35, no. 1, pp. 26–32, Jan. 2000
[3] http://www.national.com/nationaledge/feb06/article.html
[4] Power Management IC Design, Ke-Horng Chen, ECE, NCTU, 2008 Spring
[5] B.Wolbert, “Designing With Low-Dropout Voltage Regulators”, http://micrel.com/_PDF/other/LDOBk.pdf
[6] Gabriel A. Rincon-Mora, Member, IEEE, and Phillip E. Allen, Fellow, IEEE, “A Low-Voltage, Low Quiescent Current, Low Drop-Out Regulator”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 33, no. 1, January 1998
[7] K. N. Leung and P. K. T. Mok, “Analysis of Multistage Amplifier–Frequency Compensation”, IEEE Transactions on Circuits and Systems—I: Fundamental Theory And Applications, vol. 48, no. 9, pp.1041-1056, September 2001
[8] H. Lee, and P. K. T. Mok, ” Active-Feedback Frequency-Compensation Technique for Low-Power Multistage Amplifiers”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 38, no. 3, pp.511-520, March 2003
[9] Robert J. Milliken, Jose Silva-Martinez, Edgar Sanchez-Sinencio, “Full On-Chip CMOS Low-Dropout Voltage Regulator,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 54, no.9, September 2007
[10] K. N. Leung and P. K. T. Mok, “A Capacitor-Free CMOS Low-Dropout Regulator With Damping-Factor-Control Frequency Compensation”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 38, no. 10, pp.1691-1702, October 2003
[11] K. N. Leung, P. K. T. Mok, W. H. Ki, and J. K. O. Sin, “Three-Stage Large Capacitive Load Amplifier with Damping-Factor-Control Frequency Compensation”, IEEE Transactions on Solid-State Circuits, vol. 35, no. 2, pp.221-230, February 2000
[12] B. S. Lee, “Understanding the Terms and Definitions of LDO Voltage Regulators”, http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/slva079/slva079.pdf

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

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