【正文】 pout Linear Regulator(LDO) is being more and more rigorous. The future development trends of LDO are: lower cost, lower noise, lower power consumption, higher efficiency, higher integration, and wider range of application. The domestic development of LDO is behind the advanced international standards, because the IC industry started late. And the market shares of power management chips are mainly occupied by foreign panies. Therefore, there is important strategic meaning to master the basic knowledge of power technology, study the international advanced skills, and design new circuit structures which are practical.Due to the requirement of LDO, this paper mainly study the core of LDO, namely, error amplifier, emphasizing on frequency pensation analysis and research. Based on the existing pensation structures of threestage error amplifier ,this paper introduces a kind of pensation called Single Miller Capacitor Feedforward Frequency Compensation(SMFFC). What’s more CSMC COMS technology is adopted, and circuits design and parametric simulation are acplished through the spectre simulation tool. The design of circuit is done here to drive a 120pF load. When the power supply voltage is 2V,the GBW achieves , the DC gain reaches to , the phase margin can be ,the miller capacitor is only ,and the power supply consumption is just . In chapter one, the basic construction and theory of LDO and the influence to LDO of error amplifier are interpreted in order to introduce the analysis of the error amplifier. In chapter two, on the one hand, the basic amplifier cells are studied and designed. On the another, the amplifier’s frequency pensation is analysized adopting a kind of SFMMC structure through analysizing its small signal transfer function to confirm its locations of zeros and poles and achieve the purpose of frequency of frequency pensation through left halfplane zero. In chapter three, the current is attributed based on indictors of this design to calculate the rate of width and length of every transistor. .According to the simulation data, this design achieves the expected purpose of pensation, and pletes the requirements of design specifications.At the end of this paper, all the jobs are summarized briefly, while some existing disadvantages are pointed out. And the ideas concerning to this design and future development are also put forward.【Key words】LDO。分析與設(shè)計的具體內(nèi)容有：第一章主要對LDO的工作原理和誤差放大器對LDO的影響進行簡單的闡述，以引出下文對誤差放大器的分析。因此，掌握基本電源技術(shù)知識，學(xué)習(xí)國際先進水平，設(shè)計實用的新型結(jié)構(gòu)，對今后發(fā)展具有戰(zhàn)略性意義。畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目：LDO誤差放大器頻率技術(shù)分析與設(shè)計重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要近年來，CMOS工藝水平不斷進步，便攜式電子的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷深入，使得低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的性能要求更加嚴格。本文針對LDO的發(fā)展要求，主要研究LDO的核心——誤差放大器，且著重對誤差放大器頻率補償進行分析和設(shè)計。第二章一方面對誤差放大器基本電路單元進行分析設(shè)計；另一方面著重分析放大器的頻率補償，運用一種SFMMC結(jié)構(gòu)的補償方式，分析其小信號傳輸函數(shù)，確定零極點位置，實現(xiàn)了左半平面零點在頻率補償中的作用；第三章則根據(jù)本次設(shè)計提出的各項指標對電流進行分配從而計算出各管子的寬長比，并用Candence仿真軟件對電路圖進行仿真，分析仿真結(jié)果。 Error Amplifier。碳納米管[1]的出現(xiàn)又會使這些技術(shù)得到進一步發(fā)展。而大多數(shù)電子設(shè)備如通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機、PDA、數(shù)碼相機、汽車電子等，都需要有可靠的電源管理電路。但這門技術(shù)總的發(fā)展趨勢是一致的，即高效率、低功耗、高集成度、多功能化。目前對LDO發(fā)展的挑戰(zhàn)主要是希望LDO產(chǎn)品能夠提供更低的Vdrop、更高的效率、以及更小的封裝面積以應(yīng)對手持設(shè)備中對高效率和苛刻的工作環(huán)境的要求。誤差放大器在其它同類產(chǎn)品中也發(fā)揮著舉足輕重的作用，由于LDO和開關(guān)電源的要求,寬帶寬、高增益、高速率、低功耗、小面積的誤差放大器一直是研究的熱點，更優(yōu)良的放大器結(jié)構(gòu)更應(yīng)該成為重點研究對象來面對日新月異的器件制造工藝和更惡劣的工作環(huán)境，并同時滿足包括電源產(chǎn)品在內(nèi)的各類電子產(chǎn)品性能要求。而國內(nèi)相關(guān)的文章很少，更不必說有多少此類產(chǎn)品出現(xiàn)。鑒于以上原因，本文將介紹一種基于MSFFC補償?shù)母咴鲆妗⒏邘?、低壓、低功耗的三級誤差放大器。1965年，美國仙童(Fairchild)公司的Bob Widlar成功的設(shè)計了第一個運算放大器—uA709，但是存在閂鎖效應(yīng)及其它一些問題。[16]。因此，電路結(jié)構(gòu)各異，但總的趨勢是在達到設(shè)計要求的同時，尋求性能平衡，盡量提升各方面性能。最新的技術(shù)卻并不再是兩級放大器，而是趨于三級或更多級的放大器Johan H. Huijsing分別于1984年和1992年，就多級放大器的頻率補償方式，申請了專利[19,20]。而國內(nèi)相關(guān)的文章很少，更不必說有多少此類產(chǎn)品出現(xiàn)。第三節(jié) 本論文主要工作本文對應(yīng)用于LDO的誤差放大器進行了深入地研究，摒棄了傳統(tǒng)的兩級放大器結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有的三級誤差放大器補償方式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一種新型的補償方式——單密勒電容前饋頻率補償(SMFFCSingle Miller Capacitor Feedforward Frequency Compensation),并設(shè)計相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)。第二章主要對LDO的工作原理和誤差放大器在LDO的作用及影響進行簡單的闡述，以引出下文對誤差放大器的分析。電源電壓抑制比（PSRR）≥90dB轉(zhuǎn)換速率（SR）≥3共模抑制比（CMRR）≥90dB功耗≤ 第二章 低壓線性穩(wěn)壓器的介紹第一節(jié) LDO工作原理LDO—low dropout regulator即低壓差線性穩(wěn)壓器[16][19],是相對于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來說的。一個性能優(yōu)越的基準電路，能夠保證在相當(dāng)廣的范圍內(nèi)不隨PVT（Process、Voltage、Temperature）影響而變化。通過調(diào)節(jié)、的大小，可以改變輸出電壓(Vouto)的大小。物理構(gòu)造與普通的MOS管不同，一般會增加漂移區(qū)以承受漏—源高壓，增加場釋放結(jié)構(gòu)(fieldrelief)，以防止將薄的氧化層擊穿。然而在實際芯片設(shè)計中往往還會考慮到芯片的工作安全問題，為使電路在負載電流過大或在高溫下工作時不被損壞，通常還會加入限流電路、過流保護電路。反饋網(wǎng)絡(luò)采樣輸出變化后，反饋到誤差放大器的正輸入端，從而產(chǎn)生誤差信號：。 第三節(jié) 本章小結(jié)本章主要介紹了LDO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理以及誤差放大器在LDO中的作用和影響。 輸入級由于第一級放大器主要作用是使輸入共模電壓的范圍最大化，并且提供主要的增益，比較共源共柵放大器與折疊共源共柵的優(yōu)缺點，由于共源共柵結(jié)構(gòu)的輸入共模電壓范圍較低，根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計方法，通常第一級一般采用折疊共源共柵電路[3]，如圖31所示：圖31 折疊共源共柵放大器首先,此電路單端輸出的最大電壓擺幅： （31）放大器跨導(dǎo)為： （32）輸出電阻可用小信號分析法得到： （33）綜合式（22）、（23），可得到： （34）計算輸出點總電容： （35）式中，是此折疊式共源共柵放大器的負載電容； （36）W、L為器件寬和長 ，和分別為單位面積和單位長度電容；，（為單位寬度交疊電容）由上可見偏置電壓的選擇很重要，需要在擺幅、偏置電流與增益之間平衡，提升能增加擺幅，但這無疑是消耗了更多的功耗；減小層疊數(shù),也可達到相同目的，但是會減小增益，所以要采用多級放大器級聯(lián)的方式來解決問題。圖32 共源級放大器對于圖32(a)所示的二極管連接的PMOS負載的共源級放大器，跨導(dǎo)為MN管的跨導(dǎo)—,輸出電阻為: ，其電壓增益為： （37）根據(jù)米勒效應(yīng)，輸入電容為： （38）輸出電容為： （39）式中，； ——單位面積柵氧化層電容； ——共源級放大器的負載電容。對于圖32(b)所示的電流源負載共源級,跨導(dǎo)為MN管的跨導(dǎo)—，輸出電阻為：，由于，正比于L，所以其值很大,電路增益可以得到提高。由于圖(a)源極跟隨器的電壓擺幅遠沒有推挽式結(jié)構(gòu)性能良好，一般不采用，所以下面分析圖(b)推挽式結(jié)構(gòu)。因此研究一個三級放大器的重中之中是研究采用什么樣的結(jié)構(gòu)來既能保證電路的穩(wěn)定性，又能使電路面積最小。條件可表示為： （318） （319）要避免系統(tǒng)不穩(wěn)定，必須把總的相移減至最小，以使當(dāng)時，（理論值）。放大器系統(tǒng)的穩(wěn)定性可以通過以下三種較為實際的方法可以得到：（1）采用極點分裂法；（2）采用極點復(fù)數(shù)法；）（3）采用零極相消法。但是，要滿足前提條件—，將消耗大量的功耗。因此，我們需要一種能驅(qū)動較大負載的低壓低功耗的補償方式。小信號分析前提假設(shè)：①放大器每級增益都遠遠大于1；②寄生電容CP1，Cp2遠遠小于補償電容Cm和負載電容CL；③前饋級跨導(dǎo)gmf與第三級跨導(dǎo)gmL相等。閉環(huán)傳輸函數(shù) （330）其中， （331） （332） （333） （334）根據(jù)特征轉(zhuǎn)移方程（330）并結(jié)合RouthHurwitz穩(wěn)定標準，可得 （335）只有當(dāng)上式滿足時，系統(tǒng)才無條件穩(wěn)定。非主極點為：