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越來越多的功能被集成到芯片、印刷電路板和電子器件中，每個模塊都需要專門的穩壓器供電。傳統低壓差線性穩壓器（LDO）需要外接一個較大的微法量級的片外電容，依靠輸出端外接電容的串聯等效電阻（ESR）為系統補償第一個次極點，以保持系統的穩定性。
本文提出了一個無片外電容的LDO線性穩壓器的結構的解決方案。去掉了傳統的LDO所使用的較大的片外電容，減小了板上面積及成本，同時也減少了芯片引腳，提高了電源管理系統的集成度。仿真結果表明，電路在0-100mA負載電流范圍內的相位裕度均大于60度，增益裕度大于10dB，同時具有較好的負載瞬態響應，在1kHz的PSRR為57dB，100kHz的PSRR為50dB。整體面積為0.22mm2，靜態電流為200uA。
本設計首先根據系統要求提出設計指標，然后在分析電路工作原理及性能參數的基礎上，重點解決了穩定性及瞬態響應存在的問題，接著給出電路晶體管結構，進行詳細的仿真及優化。最后完成版圖設計和物理驗證，交付代工廠流片并測試。
本文的設計重點在于去掉片外電容之后，解決電路在全負載范圍內的穩定性及瞬態響應問題。提出了一個快速通路作為補償電路，保證其瞬態響應以及穩定性。同時設計了過壓保護電路來防止輸出電壓過高對晶體管的影響。
本芯片已在SMIC0.13um流片成功并測試，能夠以IP在其他不同應用中使用，可以根據不同的需求調整電路的驅動能力，降低電路的功耗及而積，提高電路的效率。
本文著眼于無片外電容LDO線性穩壓器的設計，在設計過程中降低了功耗與面積，研究成果對無片外電容LDO的電路設計、版圖設計有很好的參考價值，為SoC設計提供一定的借鑒意義。
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