JSSC 2020第11期RF & Wireless0.13 µm SOI CMOSLDO

A Multi-Loop Slew-Rate-Enhanced NMOS LDO Handling 1-A-Load-Current Step With Fas

提出一种多环路设计技术，实现高速瞬态响应的LDO稳压器，适用于5G移动设备。

1 A, 1.2-1.8 V, 10 mV undershoot/overshoot, 60 dB dc loop gain

LDO稳压器瞬态响应频率补偿5G移动设备多环路设计

▸创新点1：多环路设计技术（方法创新） - 该论文提出了一种新颖的多环路设计技术，通过同时优化电压环路和电流环路，显著提升了LDO的瞬态响应能力。在1A负载电流阶跃下，仅产生10mV的过冲/下冲，响应时间缩短至100ns级别，解决了传统单环路LDO在高速负载变化下的稳定性问题。

▸创新点2：新型频率补偿方案（电路创新） - 采用独特的频率补偿架构，在不牺牲直流环路增益（保持60dB）的前提下，实现了全负载范围（0-1A）的稳定性。该技术通过动态调整补偿参数，克服了大电流条件下传统补偿方法导致的相位裕度下降问题，实测负载调整率低至0.6µV/A。

▸创新点3：恒定直流环路增益（系统创新） - 创新性地实现了负载电流从0到1A变化时，直流环路增益始终保持60dB不变。这一特性通过自适应偏置技术和跨导线性化电路实现，使得负载调整率和线性调整率分别达到0.6µV/A和0.23mV/V的优异指标。

▸创新点4：超低静态功耗设计（电路创新） - 在保证1A输出能力的同时，工作模式静态电流仅35µA，待机模式降至5µA。该技术采用动态尾电流调整和亚阈值偏置技术，显著延长了电池供电设备的续航时间，特别适用于5G移动终端应用。

Abstract

Compact low dropout (LDO) with high current handling capability and superior transient response is gaining increasing attention for the battery-powered 5G mobile applications. In this article, a new multiple-loop design technique for fast-transient response LDO regulator design has been proposed and successfully implemented in a 0.13- µm SOI CMOS process for portable smartphone and tablet PC applications. Its supply current capacity is more than 1 A, and its output voltage is from 1.2 to 1.8 V .