該項技術可顯著提升智能手機和無人機等高速拍照性能，采用先進的負載電流回收和有源鉗位控制架構，靜態功耗僅為8.2μA，可同時處理高低頻負載瞬態跳變，將LDO瞬態品質因數（Figure-of-merit, FoM）壓縮至41ps，首次實現大電流LDO業界最快高頻跳載能力（10μs間隔）。明鑫教授為第一/通訊作者，指導的碩士研究生鄺建軍為第二作者。

移動設備一般采用鋰電池（3.6-4.5V）級聯多路Buck變換器+LDO的點式供電架構：Buck用于高效率降壓，而LDO將Buck輸出紋波電壓轉換為穩定供電電源。LDO設計面臨關鍵挑戰：（1）對于Flash Memory等輸入電壓較低（VIN=1V）、負載電流較大（Iload>300mA）的應用，LDO通常采用N型功率管來減小芯片面積以及優化瞬態性能。由于NMOS-LDO特有的驅動死區問題，高頻負載跳變會顯著惡化瞬態性能；（2）LDO的靜態功耗需要最小化以延長電池使用時間，然而對低功耗的追求惡化了LDO的瞬態、電源抑制比等關鍵性能。

基于上述挑戰，明鑫教授研究小組研究設計了一種靜態電流回收、近零驅動死區的LDO控制架構：a. 提出跨導增強MOS的全新緩沖器架構，在有效驅動功率管柵電容的同時，靜態功耗完全被負載回收；b. 有源鉗位電路用于在輸出電壓過沖時，快速精確鉗位誤差放大器的輸出電壓下限，將LDO驅動死區減小為近零狀態。借助上述技術，設計LDO在僅消耗8.2μA的條件下，實現了41ps的品質因數，同時高頻瞬態時的輸出電壓波動較低頻瞬態相比僅增加了40%。和國際先進研究水平相比，在高速低功耗響應上具有明顯優勢。

明鑫教授，功率半導體頂會ISPSD TPC、華為-電子科大功率電子技術聯合實驗室技術委員會委員，其研究小組專注于高頻高功率密度集成電路與系統研究，包括低壓大電流供電、智能功率器件驅動、高密度隔離電源和片上LDO等。主持/承擔多項國家重點研發計劃課題、自然科學基金項目，以及華為、華潤微等業界重要橫向課題。在IEEE JSSC、TCAS I/TCAS II、TPE、TIE、ISPSD和CICC等電路旗艦期刊和頂尖會議上發表論文20余篇。學生廣泛就職于華為、MPS、士蘭微、中國電科集團、Silergy、思瑞浦、圣邦微等集成電路重點企事業單位。

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10233212

編輯：劉瑤 　/　審核：王曉剛 　/　發布：陳偉