0 引言
在电源管理单元中，LDO能为系统提供稳定的供电电压，其特点是噪声低、结构简单，且具有良好的快速瞬态响应能力，在工业级和消费级的电子设备中具有广泛的应用[1]。通常，应用在不同场景的LDO对各自性能指标有着不同的侧重，而本文设计的无片外电容LDO是应用在以太网芯片内部锁相环PLL（Phase Locked Loop）供电，因此LDO的稳定性和快速瞬态响应对PLL尤为关键。但是，无片外电容结构的LDO具有更大设计的难点。主要是因为负载发生跳变时，LDO输出的过冲电压会显著变化，进而导致输出稳定恢复时间较慢以及输出过冲较大。同时，无片外电容的LDO需要在空载以及满载的条件下都满足LDO整体的环路稳定性能。因此，如何提高无片外电容LDO的负载响应与不同负载条件下的环路稳定性成为LDO研究的热点和难点。
面对上述技术难点，国内外学者也展开了研究和讨论。文献[2] 提出了一种低输入电压的快速瞬态响应片上LDO，采用EA后级和大抽灌电流能力的STCB结构，加入了高通耦合结构，实现了低输入电压和全负载范围下的快速瞬态响应，但其性能改善效果并不显著。文献[3-4]采用增强型AB源极跟随器作为误差放大器和功率管之间的缓冲器，保证了LDO的环路稳定性，但源极跟随器的放电能力较弱，使得此LDO瞬态响应能力较差。而本文设计的LDO结构，使用交叉耦合差分输入对作为第一级输入，第二级采用推挽输出的CLASS-AB运放结构作为EA误差放大器，并叠加动态偏置电路，调节EA内部跟随负载跳变时所需的偏置电流。在环路中，引入限幅电路大幅改善了LDO的瞬态响应能力和过冲。通过调节EA内部管子参数，将主极点设置在EA内部，并借动态偏置电路引入的左半平面零点，抵消内部极点，增加LDO的环路带宽，且无需要额外的弥勒补偿，有效提高了LDO的瞬态响应速度。
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作者信息：
崔明辉1，王星1，李娜2，相立峰1，张国贤1
（1.中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 214035；2.江南大学 物联网工程学院，江苏 无锡214122）
