LDO是電源管理的常見方式之一。由于LDO輸出管的導(dǎo)通電阻很低。因此它能夠在很低的壓差情況下輸出穩(wěn)定的電壓，并且功耗低，效率高。目前許多芯片都集成了LDO的模塊來提供電源，例如， BCM2042，BCM5974，MAX9789A等。其中MAX9789A集成的LDO模塊能夠?yàn)镃ODEC電路或者其他電路提供干凈的電源供給，可提供120mA的電流輸出，輸出電壓也具有內(nèi)部設(shè)定和外部設(shè)定自由選擇的功能，而且還具有過熱保護(hù)，過流保護(hù)／欠流保護(hù)等功能。這些功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ LDO另外一個(gè)重要的問題就是補(bǔ)償問題，MAX9789A的LDO模塊的補(bǔ)償方式是什么呢？本文就為大家揭開這款芯片的LDO的秘密。

首先來看MAX9789A的LDO模塊的線路框圖，如圖1所示。主要包括的模塊有供電檢測(cè)，啟動(dòng)控制，基準(zhǔn)及偏置產(chǎn)生模塊，LDO的誤差放大器和電流檢測(cè)模塊，以及過溫保護(hù)。

LDO 的啟動(dòng)受外部信號(hào)LDO_EN 控制，這個(gè)信號(hào)通過施密特觸發(fā)器整形，來達(dá)到克服誤操作的目的。在LDO_EN 這個(gè)信號(hào)有效后，并不是直接去啟動(dòng)LDO，而是先啟動(dòng)電源的低壓檢測(cè)，然后再啟動(dòng)參考電壓和偏置電壓產(chǎn)生電路，最后啟動(dòng)誤差放大器及檢測(cè)電路。這樣的啟動(dòng)方式達(dá)到了省電的目的，啟動(dòng)順序如圖2 所示。

LDO 的一個(gè)重要部分是基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，該款LDO 的基準(zhǔn)電壓的實(shí)現(xiàn)方式采用了MAXIM 公司一貫的做法，大致可以概括為：先采用一種被稱為Ratioed quad【2】的方式產(chǎn)生正溫度系數(shù)的電流，然后利用這一級(jí)產(chǎn)生的偏置電壓和電流為Ratioed pair【2】電路提供偏置，Ratioed pair【2】電路產(chǎn)生BANDGAP 基準(zhǔn)電壓，而且BANDGAP 的產(chǎn)生帶有檢測(cè)電路，只有當(dāng)基準(zhǔn)電壓和偏置電壓產(chǎn)生好了以后，才可以啟動(dòng)其他的電路。這也是省電的一個(gè)因素?；鶞?zhǔn)電壓產(chǎn)生的輸出可以分成兩個(gè)部分，一部分是兩個(gè)基準(zhǔn)電壓，另外一部分是偏置電路。顯然前者是與溫度無關(guān)的電壓，后者多數(shù)是與溫度無關(guān)的電流。LDO 輸出電壓的設(shè)定方式是通過外部電阻分壓信號(hào)LDO_SET 與內(nèi)部基準(zhǔn)比較，來選擇是采用外部電阻反饋，還是通過內(nèi)部集成的電阻反饋來設(shè)定輸出電壓。其關(guān)鍵電路就是一個(gè)比較器和選擇器。兩個(gè)電流檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)了過流和欠流的保護(hù)。而溫度保護(hù)是通過帶遲滯效應(yīng)的溫度檢測(cè)電路來實(shí)現(xiàn)。MAX9789A 的LDO 過溫保護(hù)，除了檢測(cè)LDO 部分的溫度，還有檢測(cè)整個(gè)芯片溫度的電路，這兩個(gè)部分實(shí)現(xiàn)了對(duì)LDO 的保護(hù)。

這款LDO 在兩處設(shè)定了補(bǔ)償，一是誤差放大器內(nèi)部的帶調(diào)零電阻的密勒補(bǔ)償，另外一處是過流檢測(cè)通過誤差放大后輸出的補(bǔ)償。通過這兩處的補(bǔ)償，使得LDO 能很穩(wěn)定地工作。

再來看看LDO 在整個(gè)芯片上的布局及尺寸和LDO 的版圖布局。圖3給出了MAX9789A的LDO 模塊所在位置以及尺寸大小。從中可以看出LDO 模塊占整個(gè)芯片的1/20。 圖4給出了LDO 模塊中的版圖布局。從中可以看出功率管占近1/2 的面積。

總結(jié)，MAX9789A 集成的LDO 模塊采用了BiCMOS 工藝來實(shí)現(xiàn)，線路設(shè)計(jì)上比較有特色，尤其是基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路。版圖布局也很規(guī)整。LDO 模塊會(huì)在越來越多的芯片中出現(xiàn)。通過反向技術(shù)來提取這些信息，揭密芯片線路及版圖設(shè)計(jì)方案。

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