JSSC 2021第2期Power Management65nmLDO

A Fast-Transient 500-mA Digitally Assisted Analog LDO With 30-μVmA Load Regulati

提出一种数字辅助模拟LDO，实现快速瞬态响应和高精度负载调节。

65nm CMOS, 1.2V输入, 0.6-1.0V输出, 500mA最大负载, 30μV/mA负载调节

LDO数字辅助快速瞬态低静态电流混合控制

▸创新点1：混合数字模拟控制方案（系统创新）。该论文提出了一种数字辅助模拟LDO（DA-ALDO）的混合控制架构，在稳态下采用高增益模拟控制以实现精确输出电压（30-μV/mA负载调节），仅在瞬态事件时启用数字控制以提升速度并降低静态电流（120-μA）。这种动态切换机制解决了传统模拟LDO瞬态响应慢与数字LDO精度不足的矛盾。

▸创新点2：优化的二进制-多进制混合算法（方法创新）。数字控制器采用二进制搜索与多进制并行调整的混合算法，在450mA/100ns负载阶跃下实现174ns/220ns的快速建立时间，同时保持55mV/56mV的超低过冲。该算法通过分级响应策略平衡了电压精度与瞬态性能的折衷。

▸创新点3：高能效功率晶体管复用技术（电路创新）。通过创新的栅极驱动电路设计，在仅250pF片上电容和65nm工艺下支持500mA最大负载电流，电流效率ηc>90%，且芯片面积利用率显著提升。其动态偏置技术有效降低了功率管的导通损耗。

▸创新点4：低噪声瞬态切换机制（系统创新）。数字控制仅在瞬态期间激活的设计抑制了开关噪声对模拟环路的影响，FoM低至0.0073ps，较同类设计提升一个数量级。

Abstract

This article proposes a digitally assisted analog low-dropout (DA-ALDO) regulator, a hybrid solution which realizes tight regulation, wide load current range, area-efﬁcient power transistor utilization, and fast transient speed in the meantime. The DA-ALDO employs an analog control scheme in steady state. Consequently, an accurate output voltage is available with a high-gain ampliﬁer and no limit cycle oscillation occurs. A digital control scheme is invoked only upon transient events for speed e