Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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Capless Low Drop Out Regulator With Fast Transient Response Using Current Sensing Circuit

전류 감지 회로를 이용한 빠른 과도응답특성을 갖는 capless LDO 레귤레이터

  • Received : 2019.06.17
  • Accepted : 2019.06.26
  • Published : 2019.06.30
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Abstract

This paper present a capless low drop out regulator (LDO) that improves the load transient response characteristics by using a current regulator. A voltage regulator circuit is placed between the error amplifier and the pass transistor inside the LDO regulator to improve the current characteristics of the voltage line, The proposed fast transient LDO structure was designed by a 0.18 um process with cadence's virtuoso simulation. according to test results, the proposed circuit has a improved transient characteristics compare with conventional LDO. the simulation results show that the transient of rising increases from 1.954 us to 1.378 us and the transient of falling decreases from 19.48 us to 13.33 us compared with conventional capless LDO. this Result has improved response rate of about 29%, 28%.

본 논문에서는 전류 제어 회로를 이용하여 load Transient response 특성을 향상시킨 capless LDO(low drop-out) 레귤레이터를 제안하였다. LDO 레귤레이터 내부의 오차증폭기와 패스 트랜지스터 사이에 전류 조절 회로를 두어 전압 라인에 들어오는 전류특성을 개선시켜 기존의 LDO 레귤레이터보다 향상된 transient 응답특성을 갖는다. 제안된 회로는 cadence의 virtuoso, spectre 시뮬레이터를 이용하여 0.18 um 공정에서 특성을 분석하였다. 실험 결과에 따르면, 제안된 회로 구성을 이용한 LDO의 load transient response는 기존 LDO과 비교하여 부하 전류가 rising time인 경우 1.954 us에서 1.378 us, falling time인 경우 19.48 us에서 13.33 us으로 약 29%, 28% 개선된 응답속도를 가진다.

Keywords

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Fig. 1. block diagram of LDO regulator. 그림 1. LDO 레귤레이터의 블록 다이어그램

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Fig. 2. load transient response of conventional LDO. 그림 2. LDO 레귤레이터의 과도 응답

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Fig. 3. proposed capless LDO regulator. 그림 3. 제안된 커패시터 없는 LDO 레귤레이터

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Fig. 4. proposed current transient sensing circuit. 그림 4. 제안된 전류 감지 회로

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Fig. 5. transient response of the LDO regulator. 그림 5. LDO 레귤레이터의 과도응답

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Fig. 6. transient response of the proposed LDO regulator. 그림 6. 제안된 LDO 레귤레이터의 과도응답

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Fig. 7. transient response of the proposed LDO regulator. 그림 7. 제안된 LDO 레귤레이터의 과도응답

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Fig. 8. transient response of the capless LDO regulator. 그림 8. capless LDO 레귤레이터의 과도응답

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Fig. 9. transient response of the capless LDO regulator. 그림 9. capless LDO 레귤레이터의 과도응답

Table 1. voltage simulation result. 표 1. 전압 시뮬레이션 결과

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Table 2. load transient response result. 표 2. 과도응답시간 결과

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Table 3. proposed LDO data. 표 3. 제안된 회로 데이터

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References

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