集成电路芯片中,电源管理模块作为其他功能模块的供电电源,担负着对电能变换、分配、检测和稳定的职能。电源管理模块主要包括低压差线性稳压器LDO(Low dropout linear regulator)、开关电源(DC-DC)、电荷泵(Charge pump)、及驱动芯片(Driver)等。在这些主要种类中,LDO以低噪声、微功耗、高电源纹波抑制比、较好的线性调整率和快速的负载瞬态响应、以及易于设计与芯片内的其它模块集成等优点,主要集成在模拟和射频芯片中作为内部各模块的供电电源。LDO设计的主要性能指标有:输出功率管低压差、输出大电流的带载能力、空载时低静态电流、高电源噪声抑制能力、以及负载瞬态响应快速且输出电压过冲小等指标。由于LDO环路中存在多个极点,并且极点分布随负载大小而变化,故设计中LDO的环路稳定性是最主要的方面。LDO环路的极点随负载变化,要保证环路的稳定,通常要频率补偿设计,使得输出端对应的极点为环路的主极点。传统的LDO设计中,为了稳定环路而输出端外接较大的负载电容,从而减小输出端主极点频率,于是拉开了与次极点的距离来增加相位裕度而稳定环路。但这样做不仅牺牲了带宽,而且片外大负载电容使芯片难以集成。另一种补偿思路是,通过片外负载电容自身的等效串联电阻产生合适的左半平面零点,然后与次极点相抵消,从而消去次极点以稳定环路。然而,等效串联电阻的值很难做到精确,来产生恰好能与次极点相消的零点,况且次极点也会跟随负载变化。因此,传统结构的片外电容补偿型LDO很难做到高性能而且也不易于芯片内集成。鉴于片外电容补偿型LDO的以上问题,无片外电容已成为LDO设计的基本要求。本论文对片外电容补偿型基本结构的LDO的零极点分布进行了分析,给出了提高环路稳定性的频率补偿方法,提出适合片上应用的无电容型LDO方案。在基础理论分析之上,设计了采用缓冲器衰减阻抗的极点追踪动态频率补偿技术的LDO电路。电路采用了SOI 65纳米工艺设计,输入电压可以在2V～3V的范围内变化,以获得LDO输出1.8V的稳定电压。通过动态补偿,LDO环路的次极点会跟随负载的变化,这不仅提高了系统环路稳定性、改善了瞬态响应特性,而且使LDO具有0.1m A～50m A宽范围的带载能力。论文简要分析了一些典型的频率补偿方法,给出了所设计的LDO电路和仿真结果以及流片版图。