효율적 버퍼 주파수 보상을 통한 LDO 선형 레귤레이터

LDO Linear Regulator Using Efficient Buffer Frequency Compensation

  • 최정수 (실리콘마이터스) ;
  • 장기창 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학과) ;
  • 최중호 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학과)
  • 투고 : 2011.08.01
  • 발행 : 2011.11.25

초록

본 논문은 낮은 출력 저항을 버퍼를 사용하여 주파수 보상을 수행한 LDO 선형 레귤레이터에 관한 것이다. 주파수 보상을 위해 제안하는 버퍼는 두 개의 shunt 피드백 루프를 사용하여 출력 저항을 최소화함으로써 이를 통해 LDO 선형 레귤레이터 전체의 부하 및 입력 전압에 따른 레귤레이션 성능을 개선할 수 있고 저전압에서도 낮은 출력 저항을 유지함으로 휴대기기 응용에 있어서도 적합하다. 또한 외부 디지털 제어를 통한 LDO 선형 레귤레이터의 출력 전압을 가변함으로써 외부 MCU와의 인터페이스를 개선하기 위한 기준 전압 제어 기법을 나타내었다. 구현된 LDO 선형 레귤레이터는 2.5V~4.5V의 입력 전압에 대하여 동작하며 최대 300mA의 부하 전류를 0.6~3.3V의 출력 전압에 대하여 제공할 수 있다.

This paper presents a low-dropout (LDO) linear regulator using ultra-low output impedance buffer for frequency compensation. The proposed buffer achieves ultra low output impedance with dual shunt feedback loops, which makes it possible to improve load and line regulations as well as frequency compensation for low voltage applications. A reference control scheme for programmable output voltage of the LDO linear regulator is presented. The designed LDO linear regulator works under the input voltage of 2.5~4.5V and provides up to 300mA load current for an output voltage range of 0.6~3.3V.

키워드

참고문헌

  1. G. A. Rincon-Mora and P. E. Allen, "Optimized frequency-shaping circuit topologies for LDO's," IEEE Trans. Circuit Syst. II, Analog Digital Signal Processing, vol. 45, no. 6, pp. 703-708, Jun. 1998. https://doi.org/10.1109/82.686689
  2. K. N. Leung and P. K. T. Mok, "A capacitor-free CMOS low-dropout regulator with damping factor control frequency compensation," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 38, no. 10, pp. 1691-1702, Oct. 2003. https://doi.org/10.1109/JSSC.2003.817256
  3. C. K. Chava and J. Silva-Martinez, "A frequency compensation scheme for LDO voltage regulators," IEEE Trans. Circuits System. I , Reg. Papers, vol. 51, no. 6, pp. 1041-1050, Jun. 2004. https://doi.org/10.1109/TCSI.2004.829239
  4. Yi Wang and Lenian He, "A CMOS low-dropout regulator with 3.3uA quiescent current independent of off-chip capacitor," IEEE Asia Pacific Conference of Circuit and Systems, Macao, China, pp. 1320-1323, Nov. 2008.
  5. G. A. Rincon-Mora and P. E. Allen, "A low-voltage, low quiescent current, low drop-out regulator," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 33, no. 1, pp. 36-44, Jan. 1998. https://doi.org/10.1109/4.654935
  6. M. Al-Shyoukh, R. A. Perez, and H. Lee, "A Transient-enhanced low-dropout regulator with buffer impedance attenuation," IEEE J. Soled-State Circuits, vol. 42, no. 8, pp. 1732-1742, Aug. 2007.
  7. G. A. Rincon-Mora "Current Efficient, Low Voltage, Low Drop-out Regulators," Ph.D Thesis, Georgia Institute of Technology, Nov. 1996.
  8. Mahattanakul, J., "Design procedure for two-stage CMOS operational amplifiers employing current buffer", IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol. 52, no. 11, pp. 766-770, Now. 2005.