现代电子设备离不开电源电路,而电源电路的性能优劣,往往决定了电子产品的性能。低压差线性稳压器作为主要的电源管理芯片,由于其体积小、噪声低、纹波抑制等特点,被广泛运用于测量仪器、通讯设备等低噪声应用中。本文设计了一款低噪声快速瞬态响应高稳定性LDO。传统LDO主要通过输出电容等效串联电阻的固定零点频率补偿方法获得相位提升,从而提高系统的环路稳定性。在大多数LDO设计中,稳定性方面的一个主要挑战是LDO需要提供大范围的输出电流,但当负载电流由轻载向重载变化时,输出极点位置会向高频移动,系统稳定性变差。本文LDO的频率补偿方法有两种,其一为在误差放大器输出端和驱动级之间加入缓冲级,将误差放大器高阻输出端和功率管基极大电容构成的低频极点转化为两个较高频极点;其二为在功率级内部采用动态偏置的频率补偿方法,其产生的极点可追踪LDO的输出极点变化,实现极点-极点追踪频率补偿,使LDO在重载情况下仍能保持稳定。在缓冲级和功率级之间加入了驱动级电路,其内部的达林顿管具有较强的电流放大能力,能快速改变功率管的基极电流,改善瞬态响应特性。功率级采用分块驱动结构,减小了负载瞬态响应时产生的输出电压下冲。本设计中还加入了过温保护电路、限流保护电路、过饱和保护电路等辅助保护电路。过温保护电路能够实现30℃的迟滞温度保护;限流保护电路可通过外部电阻对限流值进行调整;过饱和保护电路能够规避功率管进入饱和区,防止LDO调整功能的失效。本文基于0.6μm 12 V双多晶硅自对准双极工艺,并采用Cadence软件进行系统级仿真和版图设计。仿真结果表明:本设计在负载电流为400 m A时,压差电压的典型值为200 m V,在10μA-3 A负载范围内均具有较好的稳定性;当负载电流在5 m A～3 A间跳变时,过冲电压为19 m V,下冲电压为48 m V,恢复时间小于0.5μs;该LDO电路能够在3～12 V宽电源电压范围情况下,实现2.5 V的稳定输出,最大输出电流可达3 A;在负载电流为50 m A时,10 Hz～100 k Hz内的输出总积分噪声为32μVRMS。