摘要: 低压差线性稳压器(LDO)、电荷泵和电感式开关变换器是便携式设备中最基本的三种电源管理单元。相较于电感式开关变换器，LDO和电荷泵由于没有使用电感，具有无电磁干扰以及节省印刷电路板面积的优点。为此，本文研究和设计了两种低功耗的LDO和一种多电... 展开 低压差线性稳压器(LDO)、电荷泵和电感式开关变换器是便携式设备中最基本的三种电源管理单元。相较于电感式开关变换器，LDO和电荷泵由于没有使用电感，具有无电磁干扰以及节省印刷电路板面积的优点。为此，本文研究和设计了两种低功耗的LDO和一种多电压转换比例的电荷泵，以取代电感式开关变换器。 本文首先针对有片外电容LDO和无片外电容LDO的不同特点，分析低静态电流对LDO稳定性和瞬态响应的影响，并采用自适应偏置的电压缓冲级，自适应偏置的上冲减小电路，辅助功率管技术以及动态偏置技术，分别设计了一种低功耗有片外电容LDO和一种低功耗无片外电容LDO。 然后，本文根据电荷泵电压转换比例对效率的影响，基于四相位电荷泵和串并联电荷泵的工作原理，提出了一种可以实现三种电压转换比例的拓扑结构，并且设计和完善了时钟控制和选择电路，使电荷泵可以根据输入电压和输出电压的比例关系自动切换工作模式，以实现效率最大化。 本文采用中芯国际提供的0.18μm标准CMOS工艺，分别对LDO和电荷泵进行了设计和仿真。其中，有片外电容LDO的静态电流为700nA，负载电流在0和100mA之间跳变时过冲电压小于20mV，无片外电容LDO的静态电流为1μA，负载电流在0和100mA跳变时的过冲电压小于120mV，电荷泵在输出电压为3.2V时，输入电压可以从1.4V变化到2.8V，且在整个输入电压范围内效率可达到61％-89％。 收起