ZHCY154B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概述
  3.   内容概览
  4.   IQ 的影响因素
  5.   为何低 IQ 会带来新的挑战
    1.     瞬态响应
    2.     纹波
    3.     噪声
    4.     芯片尺寸和解决方案面积
    5.     泄漏和亚阈值操作
  6.   如何打破低 IQ障碍
    1.     解决瞬态响应问题
    2.     解决开关噪声问题
    3.     解决其他噪声问题
    4.     解决芯片尺寸和解决方案面积问题
    5.     解决泄漏和亚阈值操作问题
  7.   电气特性
    1.     18
    2.     避免低 IQ 设计中潜在的系统缺陷
    3.     实现低 IQ,但不失去灵活性
    4.     减少外部元件数量,从而降低汽车应用中的 IQ
    5.     支持系统级低 IQ 的智能开启或启用功能
  8.   结语
  9.   低 IQ 的主要产品类别

噪声

另一个需要克服的障碍是放大器中伴随着较低 IQ 偏置而增加的自噪声。如图 7 所示,在LDO中造成最大噪声的内部模块为基准系统(带隙)、误差放大器和缩放输出电压的电阻分压器。图 8 显示了典型的噪声曲线与频率间的关系。这些模块产生的噪声主要有两种类型:

  • 热噪声(也称为 4kTR 噪声),是超低 IQ 设计中一个需要特别关注的问题,因为它与所使用的电阻呈线性关系。在频率大于 1kHz 时,误差放大器和基准模块中电阻衍生偏置电流以及电阻分压器中使用的电阻都是热噪声的主要产生因素。
  • 闪烁噪声(也称为 1/f 噪声),是一种低于 100Hz 的低频噪声,可以通过增大基准系统和误差放大器中差分对的尺寸来减轻。然而,这种较大的尺寸为纳米功力设计带来了障碍,因为这会增大自感泄漏,并增大电容,从而减慢响应时间。

评估给定 IQ 下所产生噪声的一种简单方法是将相关频率范围内的积分噪声与重要工作点处的 IQ 相乘。通常可以在特定于器件的数据表中找到这两个数值。

GUID-20210902-SS0I-JSR5-XXVV-2PZKWC5BRDT7-low.gif 图 7 简化的 LDO 方框图。
GUID-20210902-SS0I-F9RX-QDBC-WNPM3MMR13Z7-low.gif 图 8 频谱噪声密度示例。