Известия высших учебных заведений. Электроника home

Безъемкостный регулятор напряжения для распределенных сетей питания ИС

Раздел находится в стадии актуализации

Линейные LDO-регуляторы напряжения (Low-Dropout) предназначены для обеспечения питанием требовательных к качеству питания функциональных регионов СБИС. Классические емкостные регуляторы рассчитаны на компенсацию большими по номиналу емкостями, поэтому в них используются дополнительные внешние выводы корпуса микросхемы. В работе рассмотрена схемотехника безъемкостного CLDO-регулятора (Capacitorless LDO) для сетей питания ИС с региональными внутрикристальными регуляторами, которая не требует дополнительных выводов и выполнена на основе метода обратной компенсации на основе эффекта Миллера. Разработанный блок имеет малую общую внутреннюю компенсационную емкость от 10 пФ. Показано, что схемотехника CLDO-регулятора поддерживает работу при пониженном напряжении от 2,7 В для подключения внешних регуляторов. Проект топологии блока занимает ~ 0,082 мм2, содержит встроенный источник опорных токов и представляет собой готовое интегральное решение. Уровень подавления помех по питанию составляет более 42 дБ в диапазоне частот 1–100 кГц.

Ключевые слова: микроэлектроника, безъемкостный регулятор, CLDO, сети питания, СБИС
Опубликовано в разделе: Схемотехника и проектирование
Библиографическая ссылка: Волобуев П. С., Коршунов А. В. Безъемкостный регу-лятор напряжения для распределенных сетей питания ИС. Изв. вузов. Электроника. 2025;30(6):721–730. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-6-721-730. EDN: HBZADP.
Источник финансирования: работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 23-29-00518, https://rscf.ru/project/23-29-00518/) с использованием оборудования Центра коллективного пользования, научного и испытательного оборудования «Функциональный контроль и диагностика микро- и наносистемной техники» на базе НПК «Технологический центр».

Волобуев Павел Сергеевич
НПК «Технологический центр», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1, стр. 7); Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1

Коршунов Андрей Владимирович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1

1. Zeng Z., Ye X., Feng Z., Li P. Tradeoff analysis and optimization of power delivery networks with on-chip voltage regulation. In: Design Automation Conference. Anaheim, CA: IEEE; 2010, pp. 831–836.

2. Mustafa N. B., Amin S., Reaz M. B. I., Hashim F. H., Kamal N. Evolution of low drop out voltage regulator in CMOS technologies. Przegląd Elektrotechniczny. 2015;(12):95242. https://doi.org/10.15199/48.2015.12.06

3. Rincon-Mora G. Analog IC design with low-dropout regulators (LDOs). New York: McGraw-Hill; 2009. 400 p.

4. Chyan T. Y., Ramiah H., Hatta S. F. W. M., Lai N. Sh., Lim Ch.-Ch., Chen Y. Evaluation and perspective of analog low-dropout voltage regulators: A review. IEEE Access. 2022;10:114469–114489. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3217919

5. Zhan C., Ki W.-H. An output-capacitor-free cascode low-dropout regulator with low quiescent current and high power supply rejection. In: 2010 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems. Kuala Lumpur: IEEE; 2010, pp. 472–475. https://doi.org/10.1109/APCCAS.2010.5775048

6. Gupta V., Rincon-Mora G. A., Raha P. Analysis and design of monolithic, high PSR, linear regulators for SoC applications. In: IEEE International SOC Conference, 2004. Proceedings. Santa Clara, CA: IEEE; 2004, pp. 311–315. https://doi.org/10.1109/SOCC.2004.1362447

7. Ming X., Li Q., Zhou Z., Zhang B. An ultrafast adaptively biased capacitorless LDO with dynamic charging control. IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs. 2012;59(1):40–44. https://doi.org/10.1109/TCSII.2011.2177698

8. Kim Y., Lee S. A capacitorless LDO regulator with fast feedback technique and low-quiescent current error amplifier. IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs. 2013;60(6):326–330. https://doi.org/10.1109/TCSII.2013.2258250

9. Hong S.-W., Cho G.-H. High-gain wide-bandwidth capacitor-less low-dropout regulator (LDO) for mobile applications utilizing frequency response of multiple feedback loops. IEEE Trans. Circuits Syst. I: Regul. Pap. 2016;63(1):46–57. https://doi.org/10.1109/TCSI.2015.2512702

10. Park J., Lee B., Hong S.-W. An output capacitorless low-dropout regulator with a low-V_DD inverting buffer for the mobile application. IEEE Trans. Ind. Electron. 2020;67(10):8931–8935. https://doi.org/10.1109/TIE.2019.2951296

Сведения о публикации

УДК: 621.3.049.774
Тип публикации: Научная статья
Язык оригинала: Русский
DOI: doi.org/10.24151/1561-5405-2025-30-6-721-730
Идентификатор статьи в РИНЦ: HBZADP
Полнотекстовая версия: Перейти

JATS XML