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LDO線性穩壓器是移動便攜式電子設備中應用極為廣泛的一類電源管理芯片。由于LDO具有結構簡單、功耗較低、成本較少、噪聲較小、電源抑制能力較強等特點，成為便攜式消費電子產品中極具競爭力的電源解決方案之一。本文設計了一款帶備用電源供電的LDO線性穩壓器，以此為研究平臺，重點對線性穩壓器中關鍵模塊的電路結構和物理版圖進行了深入探討和設計優化。
首先，研究和分析了線性穩壓器的基本工作原理和系統架構，介紹了LDO的重要組成部件及系統的穩定性。此外，探討了線性穩壓器的主要設計指標，結合系統架構研究LDO關鍵模塊對其性能參數的影響，為后續關鍵模塊的電路設計提供了理論依據。
其次，結合設計目標，對LDO關鍵模塊進行電路設計及仿真。整體電路設計包括工作在線性穩壓模式下的帶隙基準電路、誤差放大器、導通管和反饋環路等LDO電路模塊，還有備用電源供電模式下的低阻值PMOS開關管、電源切換模塊等邏輯控制電路，以及保證芯片正常工作的過熱保護和限流保護電路。
最后，考慮器件匹配、噪聲隔離以及減小耦合等諸多因素，對LDO的版圖布局，以及關鍵模塊中導通管與開關管、誤差放大器及緩沖級、帶隙基準源的版圖進行優化設計。所設計的版圖通過DRC、LVS驗證。
本文基于上華CSMC0.5um CMOS工藝模型庫，采用Cadence Hspice軟件對設計的電路進行仿真。最終仿真結果表明，所設計的LDO具有較高的精度，其線性穩壓度為0.03%，負載穩壓度為0.001%，當溫度在-40℃~125℃之間變化時輸出電壓溫漂為90.90ppm/℃。
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