LDO器件噪声特性分析及输出噪声测试方法研究
2022年电子技术应用第9期
王长鑫，张 虹，高会壮，陈 波
航天科工防御技术研究试验中心，北京100039
摘要： 随着国产LDO器件在装备中的大量使用，为保障元器件应用可靠性，需针对LDO输出噪声指标测试方法进行研究。结合实际验证工作，基于TCAD仿真，分析LDO器件噪声的主要来源模块，包括基准电路、误差放大器和反馈电阻网络。采用低噪声镍氢电池组作为偏置源进行供电，并在测试电路中加入滤波电容和耦合电容，可有效降低测试系统本底噪声对噪声测试结果的影响。搭建输出应用验证测试平台，验证可有效测试LDO的输出噪声，提升LDO参数测试技术及性能可靠性保障能力。
中圖分類號： TN406
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212412
中文引用格式： 王長鑫，張虹，高會壯，等. LDO器件噪聲特性分析及輸出噪聲測試方法研究[J].電子技術應用，2022，48(9)：70-74.
英文引用格式： Wang Changxin，Zhang Hong，Gao Huizhuang，et al. Noise characteristic analysis and output noise measurement method of LDO[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：70-74.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212412
中文引用格式： 王長鑫，張虹，高會壯，等. LDO器件噪聲特性分析及輸出噪聲測試方法研究[J].電子技術應用，2022，48(9)：70-74.
英文引用格式： Wang Changxin，Zhang Hong，Gao Huizhuang，et al. Noise characteristic analysis and output noise measurement method of LDO[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：70-74.
Noise characteristic analysis and output noise measurement method of LDO
Wang Changxin，Zhang Hong，Gao Huizhuang，Chen Bo
China Aerospace Science Industry Corp Defense Technology R&T Center，Beijing 100039，China
Abstract： With the extensive application of domestic LDO in equipment, in order to ensure the reliability of components, it is necessary to research the measurement method of LDO output noise. Combined with the actual verification work the main, noise sources of LDO are analyzed based on TCAD simulation. Low noise nickel-metal hydride battery pack is used as bias source for power supply. Filter capacitance and coupling capacitance are added in the test circuit which can effectively reduce the background noise and its influence on the output noise measurement of the device. The output noise verification test is effectively to test the output noise of LDO, and improve the LDO parameter testing technology and performance reliability assurance capability.
Key words : LDO；output noise；1/f noise；TCAD；noise measurement
0 引言
低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)是一種線性電源，它是一種自耗非常低的微型片上系統(tǒng)(SoC)，具有外圍器件少、PCB面積小、輸出噪聲低、沒有紋波、壓差低、效率高、瞬態(tài)響應快、電源抑制比高、穩(wěn)定性高、成本低等的優(yōu)點，近些年來在電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應用[1]。
隨著國產LDO器件在裝備中的大量應用，為保障元器件應用可靠性，需對標同類型進口器件的電參數(shù)及性能，對國產LDO器件開展驗證工作。輸出噪聲指標是衡量LDO品質的一個極其重要的關鍵參數(shù)[2]，近年來，學者們已在低噪聲LDO設計方向做了很多努力[3-5]，而其測試方法的確定也因此極為重要。因此對國產LDO器件的生產制造和測試有如下要求：(1)國產LDO器件的輸出噪聲等主要性能參數(shù)指標需滿足實際應用需求，或達到進口器件水平；(2)國內鑒定機構和驗證單位需具備針對LDO器件的低水平輸出噪聲參數(shù)的測試能力。
此外，由于部分低噪聲LDO器件的輸出噪聲很小，如果測試方法不當，器件輸出噪聲信號就會被測試設備本身產生的背景噪聲所干擾，從而得到錯誤的LDO輸出噪聲技術指標[6]。國軍標手冊上的原理性測試電路圖又缺乏具體的針對性，這些困難給LDO產品的檢測與應用評價帶來不利影響，因此需要研究適用于低噪聲LDO的輸出噪聲測試實現(xiàn)方法。
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作者信息：
王長鑫，張 虹，高會壯，陳 波
(航天科工防御技術研究試驗中心，北京100039)
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