电子设备通常需要恒定电压才能正常运行。例如,微控制器、集成电路和传感器通常在特定电压范围内工作。如果提供给这些设备的电压偏离所需水平,则可能导致行为不稳定或永久性损坏。因此,无论输入电压或负载条件如何变化,都采用电压调节电路来保持一致的电压水平。
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摘要:本文介绍了一种低压差稳压器,其规格适用于助听器设备。所提出的 LDO 占用的芯片面积非常小,并提供出色的瞬态响应。LDO 架构中采用了一种新颖的电压尖峰抑制器模块,可降低负载突变期间输出电压的下冲和过冲。它引入了一个次级负反馈环路,其延迟小于主环路,并在需要时将静态电流引导至输出节点。这不仅提高了整体电流效率,而且还降低了片上电容。所提出的 LDO 采用 180 nm 标准 CMOS 技术进行布局,并进行了后布局模拟。当施加 1 V 的最小电源电压时,LDO 产生 0.9 V 输出。调节器可以驱动 0.5 mA 的最大负载。LDO 分别表现出 4.4 mV/V 和 800 μ V/mA 的线路和负载调节。当受到阶跃负载变化的影响时,记录到 20.34 mV 的下冲和 30.28 mV 的过冲。为了使 LDO 正常运行,只需要 4.5 pF 的片上电容。
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长寿命自主便携式和可穿戴设备越来越多地出现 [1-8],对系统小型化和降低功耗的要求使高效电源管理单元 (PMU) 的设计成为首要问题,其中低压差 (LDO) 稳压器发挥着关键作用 [9-13]。如图 1 所示,在电池供电系统中,在电池电压和偏置特定系统模块所需的负载电流发生大幅变化的情况下,LDO 会从电池电压 V BAT 产生稳定、低噪声和精确的电源电压 V out ,通常会使用多个 LDO 来优化每个模块的功耗,从而优化整体电源效率。传统 LDO 依靠位于输出节点的外部 µ F 电容来保证稳定性,同时尽量减少瞬态工作下 V out 的变化 [14-16]。尽管如此,系统功率和尺寸的降低正导致完整的片上系统 (SoC) 设备的发展,其中所有组件都需要完全集成。实施低成本片上系统解决方案的一个关键条件是与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的兼容性。这反过来又与低压合规性有关,因为随着 CMOS 技术的缩小,电源电压也会缩小,非常接近 MOS 晶体管的阈值电压,因此在设计这种低压电路时必须遵循新策略。因此,无 CMOS 电容器低压差稳压器的设计已成为一个有前途的研究课题,需要低压架构和替代的片上补偿技术,以保持系统在整个工作范围内的稳定性,同时保持调节性能。此外,便携式设备的一个关键参数是功耗,因为它决定了电池寿命。这意味着使用低静态电流 I q 。然而,降低 Iq 会降低动态性能:最大输出电流受到限制,从而限制了诸如转换速率和稳定时间等参数。这就需要引入瞬态增强电路技术来平衡动态性能,同时将对功率效率和电路复杂性的影响降至最低。
STI8036 是一款单片稳压器和接口 IC,适用于模拟和数字卫星接收器/卫星电视、卫星 OC 卡,采用 ESOP8 封装,专门设计用于高效提供 14V/19V 电源,并为天线盘中的 LNB 下变频器或多开关盒提供 22kHz TONE 信号。STI8036 由 BOOST 转换器和低噪声线性稳压器以及 TONE 注入和引脚可控接口所需的电路组成。该器件使整个 LNB 电源设计变得简单、高效、紧凑,外部元件数量少。
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1 线性稳压器的电位器模型 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 摘自 TPS763xx 数据表的功率耗散表(2000 年 4 月) 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5 引线 SOT223 的热阻与 PCB 面积关系 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 封装的热和面积比较 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 稳态热等效模型 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 功率耗散表 摘自 TPS76318 数据表 (2001 年 5 月) 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 摘自 REG101 数据表 (2001 年 7 月) 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MB431A 是一款 3 端可调分流稳压器,可在整个工作温度范围内保证温度稳定性。只需选择两个用作分压网络的外部电阻器,即可将输出电压设置为大于 2.5V (V ) 至 40V 的任何水平。由于具有快速导通特性,该器件是许多齐纳二极管应用的绝佳替代品。
1 线性稳压器的电位器模型 3 ......................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。..2 功率耗散表 来自 TPS763xx 数据表 (2000 年 4 月) 6 ..........................3 功率耗散表 来自 TPS768xx 数据表 (99 年 7 月) 7 .............................4 5 引线 SOT223 的热阻与 PCB 面积 7 ......。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.......5 封装的热和面积比较 8 ..............。。。。。。。。。。........................6 稳态热当量模型 9 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 100 µ A l Q PMOS 和 PNP LDO 的比较 15 .。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 电压降示例 16 ......................。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 功率耗散表 来自 TPS76318 数据表 (5 月 1 日) 17 ..........................10 来自 REG101 数据表 (07 月 01 日) 18 ...............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。