Diseño de un regulador ldo integrable tecnología cmos

En este proyecto se presenta una nueva topología de regulador LDO desde un enfoquebasado en la reducción de área y consumo de potencia, que permite mejorar la respuesta enestado estable del circuito. El suministro de potencia en los dispositivos móviles, es uno de los problemas de circuitosque mayor...

Full description

Autores:
Gutiérrez Lázaro, Luis Carlos
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2008
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
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OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/21051
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/21051
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Palabra clave:
Reguladores LDO
Regulación de carga
Regulación de línea
Transistor de potencia
programación geométrica
Amplificador de error
CMOS.
LDO regulator
Load regulation
Line regulation
Power transistor
Geometric programming
error amplifier
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Rights
License
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description En este proyecto se presenta una nueva topología de regulador LDO desde un enfoquebasado en la reducción de área y consumo de potencia, que permite mejorar la respuesta enestado estable del circuito. El suministro de potencia en los dispositivos móviles, es uno de los problemas de circuitosque mayores retos plantea para los diseñadores de circuitos integrados. Establecer una tensióny corriente de alimentación específicas a partir de las baterías es una tarea bastante difícil,especialmente si se busca maximizar la eficiencia. Los reguladores LDO, los cuales pertenecena la rama de circuitos administradores de potencia, son una de las soluciones más robustas ymodernas para llevar a cabo dicha labor. El núcleo de los reguladores está compuesto por el transistor de potencia, pues es este dispositivo el que define la tensión de salida y la corriente máxima de carga. Típicamente,este transistor se diseña para operar en saturación. En este trabajo, se propone la implentacióndel transistor de potencia en tríodo con el fin de obtener una gran reducción en el área delcircuito sin ir en detrimento de su desempeño. El amplificador de error se diseña usando laoptimización convexa, específicamente la programación geométrica, para reducir el consumode potencia global. La topología de circuito propuesta para la mejora de la respuesta enestado estable se denominó “sumidero de corriente dinámico”, la cual se basa en celdas de transconductancia y espejos de corriente, y cuya finalidad es permitir la descarga del capacitor de compensación sin afectar la eficiencia del circuito.Los resultados obtenidos se verificaron usando software de circuitos especializado, lo que permitió validar la metodología de diseño utilizada y la topología de circuitos propuesta.
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Establecer una tensióny corriente de alimentación específicas a partir de las baterías es una tarea bastante difícil,especialmente si se busca maximizar la eficiencia. Los reguladores LDO, los cuales pertenecena la rama de circuitos administradores de potencia, son una de las soluciones más robustas ymodernas para llevar a cabo dicha labor. El núcleo de los reguladores está compuesto por el transistor de potencia, pues es este dispositivo el que define la tensión de salida y la corriente máxima de carga. Típicamente,este transistor se diseña para operar en saturación. En este trabajo, se propone la implentacióndel transistor de potencia en tríodo con el fin de obtener una gran reducción en el área delcircuito sin ir en detrimento de su desempeño. El amplificador de error se diseña usando laoptimización convexa, específicamente la programación geométrica, para reducir el consumode potencia global. La topología de circuito propuesta para la mejora de la respuesta enestado estable se denominó “sumidero de corriente dinámico”, la cual se basa en celdas de transconductancia y espejos de corriente, y cuya finalidad es permitir la descarga del capacitor de compensación sin afectar la eficiencia del circuito.Los resultados obtenidos se verificaron usando software de circuitos especializado, lo que permitió validar la metodología de diseño utilizada y la topología de circuitos propuesta.PregradoIngeniero ElectrónicoThis project presents a novel LDO regulator topology based on the reduction of the area and the power consumption, improving the steady-state response of the circuit. Power sourcing in mobile devices is one of the biggest challenges for the circuits designers nowadays. Setting a specific voltage and current from a battery is a complicated task to accomplish, specially if power efficiency is taken into account. The LDO regulators, which belong to the power management integrated circuits, are one of the more robust and modern solutions for the power sourcing problem. The core of the LDO regulators is composed by the power transistor, because this device define the output voltage and the maximum load current. Tipically, this transistor is designed to operate in saturation region. This work propose the use of the pass transistor in linear region to obtain a great area reduction in the circuit, without affecting its performance. The error amplifier is designed using convex optimization, specifically geometric programming, in order to reduce overall power consumption. The novel circuit topology proposed to improve the steady-state response was named “dynamic current sinker”, and its structure is based on transconductance cells and current mirrors. The objective of the dynamic current sinker is allow the compensation capacitor to discharge through a fast path without affecting the circuit efficiency. The results were verified using speciallized circuits software, validating both the design methodology used and the novel circuit topology proposed.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicomecánicasIngeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesReguladores LDORegulación de cargaRegulación de líneaTransistor de potenciaprogramación geométricaAmplificador de errorCMOS.LDO regulatorLoad regulationLine regulationPower transistorGeometric programmingerror amplifierCMOS.Diseño de un regulador ldo integrable tecnología cmosDesign of a cmos integrable ldoTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf152724https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/e9baf12e-c775-4968-a88e-cc837c272214/downloadea8b175edf41ecd8bcd0551e8a1e350eMD51Documento.pdfapplication/pdf1185117https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/17570cd8-a070-4876-a165-78a2676635d4/download294197e67ade313cb732b910c782911aMD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf136824https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/2e18f48e-ed67-4e7c-87db-e3c77eb2a2f6/download92362e6b201595cc4cbd817a3c525a7eMD5320.500.14071/21051oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/210512024-03-03 12:03:36.604http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co