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近年来,手机、笔记本、平板等便携式电子产品更新换代迅速,家用便携医疗设备以及智能手环、智能眼镜类可穿戴设备成为消费热点,这对与之密切相关的电源管理产品提出了高集成度、高性价比、高安全性和高可靠性的要求。而LDO线性稳压器以其高集成度、低价、低噪声、低功耗、应用简单等优势,在众多电源管理类产品中脱颖而出。依据输出电压的正负,LDO线性稳压器可分为正压LDO和负压LDO。负压LDO可作为干净的负电源电压,供给主要的IC构件,例如:GaAs FET偏置电路、运算放大器、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)等。因此,研究负压LDO具有重要意义。本文首先阐述了负压LDO的工作原理以及主要性能指标,在此基础之上设计了一种高精度低漏失电压负压LDO。本文提出了一种新型负压带隙基准源,通过使用一种新颖的多级曲率补偿技术改进了负压带隙基准源的温度性能,从而提高了负压LDO对温度的稳定性。本文对误差放大器进行了优化设计,通过采用由折叠式共源共栅放大级和甲类输出级构成的两级放大结构,保证了误差放大器宽摆幅和高增益特性,从而提高了负压LDO负载调整和线性调整性能。此外通过优化设计调整管,降低了负压LDO的漏失电压,从而提高了系统的工作效率。另外,为了防止负压LDO芯片烧毁,设计了过热保护与过流保护电路;为了实现对负压LDO工作状态的控制,设计了关断模块。该负压LDO线性稳压器系统主要用来驱动负电源电压工作条件下GaAs、GaN功率放大器和开关调整器后级电路。本文基于CSMC 0.5μm BCD工艺,根据功能需要首先搭建了负压LDO系统的整体结构,然后搭建各组成模块具体实现结构。借助Cadence软件对关键模块进行了优化设计及模拟仿真,最后完成负压LDO系统整体性能指标的仿真验证,结果显示负输出电压为-3V;最坏负载条件下,当输入电压从-5.5V变化到-3.5V时,负输出电压仅变化9.516mV,则线性调整率LNR为±0.159%/V;当输入电压是-5V,负载电流从1mA变化到500mA时,负输出电压仅变化12.64μV,则负载调整率LDR为±8.43x10-7%/mA;当温度由-40℃变化到125℃时,负输出电压变化1.153mV,则精度为±0.0384%;在负载电流为500mA时,漏失电压绝对值低至168.2mV。结果表明各项性能指标都满足预期要求。此外版图设计及验证完成。