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随着集成电路设计和工艺制程的不断进步,越来越多的电路被集成在一起。通常一个大规模数模混合芯片中包含了多个不同的数字、模拟电路模块,它们对电源有着不同的要求,因此需要多个不同的电源管理电路对其进行供电。在大规模数模混合芯片的应用中采用传统LDO则需要占用多个芯片引脚,并且应用工程师还需选用具有特定ESR(Equivalent Series Resistance)值范围和容值范围的外接电容以保证LDO稳定工作,这些外接电容也将占用一定的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)面积,这将极大地增加应用成本和产品面积。另外,由于芯片引脚以及PCB板上的寄生电感,片外电容无法对芯片中的高速高精度电路模块产生及时有效的响应。但是,片上LDO在稳定性、高频电源抑制比、噪声以及瞬态响应等方面通常都具有较差的性能。本文对传统LDO和片上LDO的环路稳定性以及电源抑制比进行了深入的对比研究和分析。在此基础上,采用40 nm CMOS工艺,针对大规模高速高精度数模混合电路,在能够接受的面积开销下,通过功率管类型和误差放大器类型的配合,采用了电源纹波抵消技术并对电路进行了低噪声设计,设计了一款高性能的片上LDO,具有良好的环路稳定性,并且在极宽的频率范围内都具有很低噪声和优异的电源抑制比。在1.8 V(±10%)的电源电压下,本文设计的LDO的输出电压为1.1 V,在0~1 m A的负载电流范围内均能稳定工作。值得强调的是,本文设计的LDO仅有189.3μV的等效输出噪声(频率范围为1 KHz~10 GHz),并且在空载时:电源抑制比在全频段范围内均大于30.78 d B,在直流下达到54.97 d B,在满载时:电源抑制比在全频段范围内均大于31.08 d B,在直流下达到58.2 dB。