提高SoC供电精度的CMOS低压差线性稳压器关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61404020
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0402.集成电路设计
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Complex SoC systems need multiple power supplies as well as low-noise voltage source. Integration of the whole power management system is helpful to simplify the layout of power network, saving system cost. Low dropout regulator (LDO) is an important research area of power management ICs, where degradation of power supply rejection ability at high frequency and load-transient response restricts the integration process. This project will first focus on the researches of architectures and methodologies of high-performance LDOs. The merits and demerits of corresponding circuits are analyzed in depth. In this way, improvements with maintained original-advantages in new designs can be purposefully made. Secondly, to meet the demand of SoC applications, novel low-power feedforward circuits will be proposed to boost the PSR performance at MHz frequency. For improving transient performance, capacitance coupling with nonlinear control theory, dual loop control and low-voltage design technology will be presented. It will analyze models of the dynamic feedback loop to extend the bandwidth as much as possible. The above-mentioned techniques will not decay other important parameters, such as current efficiency and small-signal system stability. Expected results of this study will introduce important theoretical and realistic significance for improving the accuracy of SoC power supplies and developing fully integrated SoC systems with independent intellectual property rights.
复杂SoC需要多电压和低噪声电源供电,集成整个电源管理系统有利于简化电源网络布局布线,节约系统成本。低压差线性稳压器(LDO)是电源管理集成电路的一个重要研究领域,高频电源抑制能力和负载瞬态响应性能的衰减是其集成化进程中面临的主要问题,期待采取新的技术予以突破。本项目首先对现有LDO架构进行深入研究,分析其优点和存在的不足,从而在新的电路设计中保持原有优势,改进相应缺点。针对SoC应用需求,提出新型低功耗前馈电路架构,实现MHz频率附近PSR性能的大幅提升。基于低功耗的瞬态增强技术,提出电容耦合的非线性控制理论、双环控制理论和低压供电技术,并对负反馈环路动态响应进行频域建模分析,最大程度拓展环路带宽。上述各项技术不会衰减LDO的其它重要性能参数,包括电流效率、系统小信号稳定性等。该项研究的预期成果,对提高SoC供电精度,发展我国具有自主知识产权的全集成SoC系统具有重要的理论和现实意义。

结项摘要

本项目主要针对复杂SoC供电系统中低压差线性稳压器(LDO)面临的主要难题开展深入研究,包括高频电源抑制能力和负载瞬态响应性能的提升两方面。该课题首先对现有LDO架构的优缺点进行对比分析,从而在新的电路设计中保持原有优势,改进相应缺点。针对SoC应用需求,提出新型低功耗前馈电路架构,最大限度拓宽前馈环路带宽,实现MHz频率附近PSR性能的大幅提升。基于低功耗的瞬态增强技术,提出电容耦合的非线性控制理论、信号和瞬态电流倍增技术以及低压供电方案等,并对负反馈环路动态响应进行频域建模分析,最大程度拓展环路带宽。上述各项技术不会衰减LDO的其它重要性能参数,包括电流效率、系统小信号稳定性等。该项研究成果能够广泛应用于不同的半导体制成工艺,实现标准化模块设计和系统集成,对提高SoC供电精度具有重要作用。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(13)
基于宽负载应用的自适应关断时间Boost电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐韵扬;高笛;明鑫;甄少伟;张波
  • 通讯作者:
    张波
一种具有快速负载瞬态响应的线性稳压电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    实验科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鲁信秋;张文林;明鑫;甄少伟;陈萍;张波
  • 通讯作者:
    张波
增强型GaN 功率器件栅驱动技术设计考虑
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电力电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    明鑫;张宣;周琦;张波
  • 通讯作者:
    张波
一种具有快速瞬态响应的片上LDO
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张家豪;高笛;明鑫;甄少伟;张波
  • 通讯作者:
    张波
A capacitor-less LDO regulator with dynamic transconductance enhancement technique
一种采用动态跨导增强技术的无电容 LDO 稳压器
  • DOI:
    10.1007/s10470-015-0602-3
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Analog Integrated Circuits and Signal Processing
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Xin Ming;Nie Li;Xiao-min Zhang;Yang Lu;Ze-kun Zhou;Zhuo Wang
  • 通讯作者:
    Zhuo Wang

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其他文献

一种具有快速负载瞬态响应的线性稳压电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    实验科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    鲁信秋;张文林;明鑫;甄少伟;陈萍;张波
  • 通讯作者:
    张波
牙科口外X射线机质量控制验收检测结果分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1672-8270.2020.05.007
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国医学装备
  • 影响因子:
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  • 作者:
    翟贺争;吴香君;王鑫;明鑫;黄子祺;王曼瑶;高杰;张文艺;武权
  • 通讯作者:
    武权
一种具有快速瞬态响应的片上LDO
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张家豪;高笛;明鑫;甄少伟;张波
  • 通讯作者:
    张波
基于宽负载应用的自适应关断时间Boost电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐韵扬;高笛;明鑫;甄少伟;张波
  • 通讯作者:
    张波
连续输出全集成开关电容带隙基准电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国集成电路
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许天辉;明鑫;周泽坤;张波
  • 通讯作者:
    张波

其他文献

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高频GaN栅驱动电路机理与控制策略研究
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  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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