회로 최적화를 위한 외부 커패시터가 없는 LDO 레귤레이터의 안정도와 PSR 성능 모델

주소연; 김진태; 김소영

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자료유형: 학술저널

저자정보: 주소연 (성균관대학교) 김진태 (건국대학교) 김소영 (성균관대학교)

저널정보: 한국전자파학회 한국전자파학회논문지 韓國電磁波學會論文誌第26卷第1號

발행연도: 2015.1

수록면: 71 - 80 (10page)

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한정된 배터리 용량으로 장시간 모바일 시스템을 구동시키기 위하여 저전력 설계에 대한 요구가 높아지면서 PMIC(Power Management IC)의 핵심 부분인 LDO(Low Drop-Out) 레귤레이터의 설계에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 Dongbu HiTek 0.5 μm BCDMOS 공정을 이용하여 최적화 기법 중 하나인 기하 프로그래밍(Geometric Programming: GP)을 통해 외부 커패시터가 없는 LDO 레귤레이터의 성능을 최적화하였다. 계수가 양수인 단항식 (monomial)으로 모델링된 트랜지스터의 특성 파라미터들을 이용하여 안정도(stability)와 PSR(Power-Supply Rejection)과 같은 LDO 레귤레이터의 특성을 기하 프로그래밍(Geometric Programming: GP)에 적용 가능한 형태로 유도하였다. 위상 마진(phase margin)과 PSR 모델은 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때 각각 평균 9.3 %와 13.1 %의 오차를 보였다. 제안한 모델을 사용하여 PSR 제약 조건이 바뀔 경우, 자동화된 회로 설계를 수행하였고, 모델의 정확도를 검증하였다. 본 논문에서 유도된 안정도와 PSR 모델을 이용하면 회로의 목표 성능이 변화하더라도 부가적인 설계 시간을 줄이면서 목표 성능을 가진 회로를 재설계하는 것이 가능할 것이다.

#LDO Regulator #Convex Optimization #Geometric Programming #Stability #Power-Supply Rejection(PSR)

참고문헌 (8)

참고문헌 신청

K. N. Leung / 2003 / A capacitor-free CMOS low-dropout regulator with damping-factor-control frequency / IEEE J. Solid-State Circuits 37(10):1691~1701

정기범 / 2013 / 전기자동차 LDC 시스템의 전도 방출에 관한 고주파 모델링 연구 / 한국전자파학회 논문지 24(8):798~804

S. DasGupta / 2009 / An automated design approach for CMOS LDO regulators / Proc. Int. Symp. Asia South Pac. Des. Aut. Conf. :510~515

M. El-Nozahi / 2010 / High PSR low drop-out regulator with feedforward ripple cancellation technique / IEEE J. Solid-State Circuits 45(3):565~577

윤민영 / 2012 / Differential amplifier design based on modeling with GP optimization / 한국전자파학회 종합학술발표회 논문지 23(1):190

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