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LDO 设计一个很奇怪的问题

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设计一个LDO
把我弄的烦死了,
是这样的,
原来逆向了一个别人的LDO芯片,
相位裕量差不多是几度,
但是流片出来,
用1uF的负载电容,能稳定,不振荡,
而在此基础上,改进了补偿,
设计了两个,一个有30度相位裕量,一个十几度的相位裕量,
但是用1uf的负载电容,都不稳,需要10uf的陶瓷电容,
请问这是什么原因,
是PAD的寄生效应吗,
我加了寄生电感,bonding 线的寄生,但是
仿真下来,相位裕量大的,还是大。
但是为什么流片结果就和仿真结果相反呢?
请高手指导!



    你把你的结构贴出来啊

我有一点怀疑LDO的稳定性是否改进了
建议对比修改前后的闭环阶跃响应曲线。
若有过冲,比较过冲相对与阶跃量的比值。
搞清楚两条曲线的过冲是由以下的两者中的那一种导致:
1. 左平面的闭环共轭复极点,通过零极点分析得到这个共轭复极点的实部和虚部,并进行比较
2. 几个指数项的衰减造成了过冲,这个过冲不是由减幅振荡导致。如果原来的设计是这种,或者会比修改后的设计稳定性更高

你有把增益欲度考虑进去吗?Bode图只是片面地分析环路的稳定性,如果不做根轨迹无法保证你设计的LDO是稳定的。再者,PDK的model很准吗?设计时留有足够的相位欲度吗?如果PM才几度,老板就让拿去流片,我觉得是严重的质量事故。国内ICer的科研态度值得怀疑,如果客户拿到Loop测试曲线的Datasheet,估计没几家厂商敢买。

cap的esr算进去了吗?以前我做过一个ldo,裕度只有30度,但流片很稳定。我觉得ldo瞬态仿真更重要

add a small resistor (0.1~2 ohm) in serial with your 1 uF capacitor, and see if its stable.

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通常仿真时,负载电容的esr电阻约为0.01欧姆,
如果加到0.1欧姆,那么三种情况下的 相位裕量都能提高

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考虑过

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阶跃响应时,输出电压没有超过稳定时的值的,
在上升的过程中,有一个小的过冲,幅度很小

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模型是有点不准,但不会相差很大,
现在我怀疑是不是一些寄生的东西,没有考虑进去。
现在考虑的有,
电容ESR ,功率管esr(在P功率管的漏端加),vout PAD 电感等因素。
BTW,现在为了将LDO的PSRR做的高,很多公司的LDO相位裕量都很小,
如果留个45度,60度,稳定性没问题,但是PSRR很低,没有竞争力

“BTW,现在为了将LDO的PSRR做的高,很多公司的LDO相位裕量都很小,
如果留个45度,60度,稳定性没问题,但是PSRR很低,没有竞争力”
可以明确的告诉你,这个思路是不对的,只是有人没做好,就造成了这种误区。好的LDO稳定是第一位的,PSRR 有很多提高的办法,确实很难,但是不是没办法。
另外,建议你不要tape out一个连仿真都没过45的产品,失败几率极大!

另外我建议你换一家公司吧,你的老大或者其他领导都没有阻止你这么做,说明他们不懂,你没有太多可以学习的地方。机会主义对IC设计来讲很危险!说的不好听,见谅!不过是实话。

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他们确实不太懂,
之前逆向做的LDO相位裕量不够,比我做相位裕量更小,
但确实能稳,
现在我只想找到原因

那你要从寄生参数来考虑,比如PAD的电容,bonding的电感、电阻,外部器件的寄生参数也要考虑进去,不同的应用外面的电容不同。以及工艺的偏差,有没有造成带宽、零极点的明显变动,这个很重要,比如内部电阻电容便宜模型造成的参数变动。总之要相信理论,特别是成立了很久的理论!

小编,你reverse出来的电路对吗?
感觉phase margin不可能就只有几度的啊?
pole/zero分析准确吗?



   
reverse电路没问题,而且我们已经流片出来验证了,
完全不改的,负载电容esr设为10毫欧姆时,相位裕量确实只有几度,
而我改动之后,负载电容的esr同样设为10毫欧姆时,相位裕量有30度,
结果我改的反而不好。


那reverse的那个片子的datasheet里有讲他们用多大的电容吗?esr范围有提到过吗?
那个电路的pole/zero位置你有研究过吗?dominant-pole是在输出还是在其它地方?
你改动后的电路的pole/zero位置呢?


PM只有几度的话,即使最后可以稳定,瞬态响应也会产生很多振铃,既然模拟的和实际的对不上,只能说明模拟的条件不够真实,一般model没有明显问题,还是找找是否有寄生电容漏了

学习了,谢谢lz

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负载电容1uf,
为陶瓷电容,esr很小的,
不需要esr来稳定,不能用电解电容,
主极点是变化的,轻载时主极点在输出级,
重载时在运放第一级,
后面有零点补偿


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瞬态响应没什么问题。
我一直在想模拟和真实的差别究竟在哪里?



   不知道“很多公司的LDO相位裕量都很小“这句依据和在。据我所知大多LDO相位裕度都会大于45度,某些极端条件下,可能会在45度附近。如果相位裕度小于45度, 瞬态响应会很差,每次负载变化的时候,需要较长的时间恢复正常。这也是不合理的。

建议LZ说明下你的架构及补偿方式,有助于大家分析你遗漏的是什么


运放的第一级是指哪里?
最终pmos的gate端?

没有图示或电路,大家各自的描述都是自己的东西,可能会产生歧义。
所以还是希望lz能发图说明一下。

将LDO的PSRR做的高,很多公司的LDO相位裕量都很小.
-----PSRR和电路结构有关,很多地方可以提高PSRR的,但不见得会牺牲PM。
如果是照抄别人的LDO结构,估计比较难了。一般LDO的PSRR在低频时达到60dB就可以。

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PSRR低频60dB,你这是老黄历了吧,
我们这要求70dB@1KHz。

我说的是成测60dB@1KHZ,你们按照70dB设计是对的,必须留出一定的余量。如果要求高PSRR,不是就高这10dB的。HighPSRR的LDO,通常都达到90dB@1KHz.

瞬态响应有看過嗎
樓主電路架構是用怎樣的補償 miller or 靠 output capacitor的 esr
多嘗試不同esr值的電容看看吧~

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米勒补偿

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