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1、高压输出电流1A可调节高亮度LED线性驱动IC设计摘要随着信息科学的快速发展，电源技术变得越来越重要。因低压差线性稳压器(LDO)的体积小，高电源抑制比，功耗小，低噪声以及应用端电路简单等优点在众多电源中，受到人们的普遍关注。此外，由于LDO还具有较好的线性瞬态响应和负载瞬态响应，使它在便携式、工业化、汽车行业等领域占有重要地位，比如在PDA，MP3播放器，无线电话，DDR等电子设备中应用广泛。因此，LDO电流源的设计成为当前电源技术领域的研究热点，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文采用TMSC 0.6mm 5v器件模型，设计了一款常规的LDO线性稳压电流源，可输出高达1A的电流,它的组成
2、包括误差放大器（AMP），缓冲器（buffer），NMOS大功率管。作者首先详细的分析了LDO线性稳压电流源的基本结构及工作原理，然后根据其功能和性能指标参数的要求，在传统的LDO的基础上对LDO电路进行了改进，使之成为一个可输出电流最高为1A的电流源。修改其误差放大器的结构并增加了源极跟随器作为缓冲器，本文误差放大器采用的是PMOS输入对管的两级放大结构用以提高误差放大器的增益，同时也提高了功率管的电源抑制比（PSRR）。缓冲电路连接误差放大器和功率管器件，其作用在于利用尽量少的功耗驱动功率器件。负载电流可从0到1A变化本文仿真均采用Candence仿真工具完成，并将设计的预指标和仿真结果进
3、行对比分析。关键词：线性稳压电流源，误差放大器，最高电流1A ABSTRACTWith the rapid development of information science, power technology is becoming increasingly important. Low dropout linear regulator (LDO), small size, high power supply rejection ratio, power consumption, low noise, and application-side circuit is simple and o
4、ther advantages in a number of power by the peoples attention. In addition, the LDO also has a good linear transient response and load transient response, so that it occupies an important position in the field of portable, industrialization, and the automotive industry, such as PDAs, MP3 players, wi
5、reless phones, of DDR and other electronic equipment widely used. Therefore, the design of LDO current research in the field of power technology, has important theoretical significance and practical value.The using TMSC 0.6mm 5v device models, the analysis and design of a conventional LDO linear reg
6、ulator, it consists of the error amplifier (EA), buffer (buffer), the NMOS power tube. the linear regulator is used widely. The author first detailed analysis of the basic structure and working principle of the LDO linear regulator, and then according to the requirements of its functions and perform
7、ance parameters, tube together on the basis of traditional LDO power series structure, modify the structure of the error amplifier and source follower as a buffer, the error amplifier in this article uses a folded cascode structure improves the gain of the error amplifier, the use of NMOS as input p
8、ower tube power supply rejection ratio (PSRR) of The buffer circuit to connect the error amplifier and power management devices, its role is to take advantage of to minimize the power consumption of drive power devices. Because the parasitic capacitance of high power devices are generally large, so
9、the buffer circuit is not only the output impedance as low as possible, but must be able to charge and discharge the parasitic capacitance in order to ensure that the response rate when the load current from 0A to 500MA change the start time of approximately 100 s, the stability of the output voltag
10、e of 1.8V, the simulation results show that the improved LDO linear regulator has a good transient response and stable output.In this paper simulation Candence simulation tools to complete, and design of pre-indicators were analyzed, KEYWORD: linear regulator, error amplifier，Max current 1A第一章绪论- 4
11、-1.1国内外研究现状和发展趋势- 4 -LDO国内外研究现状- 4 -1.1.1LDO发展趋势- 5 -课题研究的意义- 6 -本文的主要内容- 6 -第二章线性稳压电流源理论概述- 8 -2.1 线性稳压电流源的基本结构- 8 -2.2各个模块的功能- 8 -（1）运算放大器- 8 -（2）缓冲器- 8 -（3）反馈网络- 9 -2.3线性稳压电流源的工作原理简介- 9 -第三章线性电流源各模块的设计与仿真- 10 -3.1 线性稳压电流源的整体设计- 10 -3.2.误差放大器设计与仿真- 10 -3.2.1总述- 10 -3.2.2 误差放大器仿真展示- 17 -3.3 缓冲器的设计-
12、 19 -3.4基准电压源的设计- 20 -3.4.1总述- 20 -3.4.2仿真结果- 23 -3.5 温度保护电路- 24 -3.5.1总述- 24 -3.5.2温度保护电路的工作原理- 24 -3.5.3 温度保护电路仿真结果- 26 -3.6PTAT电流- 27 -3.6.1总述- 27 -3.6.2 具体电路- 27 -3.7电流镜- 27 -3.7.1总述- 27 -3.7.2电流镜的种类- 27 -3.8. LDO线性稳压电流源整体电路仿真- 31 -3.8.1.DC直流扫描（横坐标为电源电压，纵坐标为输出电流）- 31 -3.8.2. 瞬态分析- 31 -第四章总结- 33
13、-参考文献- 34 -致 谢- 34 -翻译- 35 -第一章 绪论在高速发展的信息领域中，电源技术的地位显得越来越重要。无论是先进的计算机、无线通讯设备，还是汽车电子产品，都体现了电源技术的优越性。它已经成为当前集成电路产业发展中的一个热点，是一种必不可少的技术。现如今，基于电源技术设计的电子产品已经普及到人们的工作、生活的各个方面，其性能价格比愈来愈高，功能愈来愈强，市场竞争愈来愈激烈。1.1 国内外研究现状和发展趋势LDO国内外研究现状在国外，LDO线性稳压器采用NPN工艺进行设计逐渐呈现出衰退趋势，而采用PNP工艺还维持了一定的市场份额；采用PMOS工艺主要应用于8V以内；DMOS工艺
14、在脱落电压要求很高的领域：基于BCD工艺设计的LDO也开始了批量生产：许多LD0线性稳压器典型产品大都采用成本低的CMOS工艺实现。针对NPN和PNP双极工艺产生大的脱落电压和功耗的问题，国外做了大量的研究。修改传输器件结构或是采用PMOS、NMOS以及CMOS技术，在保持更低的功耗前提下，大幅度地降低脱落电压：当脱落电压降至600mV以内，LDO线性稳压器才真正进入低压差时代。然而采用双极和BiCMOS工艺技术设计的线性稳压器在军事和一些特殊应用领域依然具有其他LDO产品不可替代的优点，例如在具有较高功率要求但对脱落电压要求不高的领域以及在汽车电子、性价比高的领域具有一定的优势，保持着自己的
15、生存和发展空间。国外的许多LDO线性稳压器具有很优越的性能。在超小功率范围，例如奥地利微电子2008年推出的一款型号为ASl360低功耗LDO，其静态电流只需1.5uA。还有德州仪器(TI)的TPS76733，采用CMOS工艺设计，具有1.2-3.3V的可调输出电压，脱落电压为30mV40mA，而静态电流在40mA负载电流下只有20uA。在中小功率范围，脱落电压在500mV以下，输出电流从毫安级到安级已经很普遍，例如ADI的ADP3338和ADP3339两种anyCAP系列的LDO，其脱落电压为190mV1A。由此可见，国外电源IC设计公司在LDO线性稳压器设计方面是非常具有实力的。在国内，LDO线性稳压器的开发还处于起步阶段，产品种类少，产量也小，而且大多数产品的性能差。目前国内自主研发及生产LDO线性稳压器的企业大约有300家，形成规模也不过十几家。虽然很多企业的LDO产品已占据了国内相当的市场，并且还有少量产品出口，但还是缺乏电路设计的核心技术，所以还需要把大量的精力放在LDO线性稳压器的研究和开发上。1.1.1 LDO发展趋势(1)电源寿命和效率最大化；电子产品中电池供电时间，已经成为消费者最为关心的性能之一。提高电池的寿命和延长电子产品的使用时间，是电源IC设计的重要趋势。预计在未来几年里，LDO线性稳压器的发展也将主要围绕这种趋势展
