《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LDO器件噪聲特性分析及輸出噪聲測試方法研究
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第9期
王長鑫，張 虹，高會壯，陳 波
航天科工防御技術(shù)研究試驗中心，北京100039
摘要： 隨著國產(chǎn)LDO器件在裝備中的大量使用，為保障元器件應(yīng)用可靠性，需針對LDO輸出噪聲指標(biāo)測試方法進(jìn)行研究。結(jié)合實際驗證工作，基于TCAD仿真，分析LDO器件噪聲的主要來源模塊，包括基準(zhǔn)電路、誤差放大器和反饋電阻網(wǎng)絡(luò)。采用低噪聲鎳氫電池組作為偏置源進(jìn)行供電，并在測試電路中加入濾波電容和耦合電容，可有效降低測試系統(tǒng)本底噪聲對噪聲測試結(jié)果的影響。搭建輸出應(yīng)用驗證測試平臺，驗證可有效測試LDO的輸出噪聲，提升LDO參數(shù)測試技術(shù)及性能可靠性保障能力。
關(guān)鍵詞： LDO 輸出噪聲 1f噪聲 TCAD 噪聲測試
中圖分類號： TN406
文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)應(yīng)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(yīng)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(yīng)用[1]。

    隨著國產(chǎn)LDO器件在裝備中的大量應(yīng)用，為保障元器件應(yīng)用可靠性，需對標(biāo)同類型進(jìn)口器件的電參數(shù)及性能，對國產(chǎn)LDO器件開展驗證工作。輸出噪聲指標(biāo)是衡量LDO品質(zhì)的一個極其重要的關(guān)鍵參數(shù)[2]，近年來，學(xué)者們已在低噪聲LDO設(shè)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(chǎn)LDO器件的生產(chǎn)制造和測試有如下要求：(1)國產(chǎn)LDO器件的輸出噪聲等主要性能參數(shù)指標(biāo)需滿足實際應(yīng)用需求，或達(dá)到進(jìn)口器件水平；(2)國內(nèi)鑒定機(jī)構(gòu)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(dāng)，器件輸出噪聲信號就會被測試設(shè)備本身產(chǎn)生的背景噪聲所干擾，從而得到錯誤的LDO輸出噪聲技術(shù)指標(biāo)[6]。國軍標(biāo)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(chǎn)品的檢測與應(yīng)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(shù)研究試驗中心，北京100039)




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