Desenvolvimento de um regulador de tensão Low Dropout Capacitor-less em tecnologia CMOS de 22nm para microcontrolador de 32 bits com aplicações em IoT

Abstract

A Universidade de Brasília (UnB) é responsável pelo projeto de um Circuito Integrado de Gerência de Potência (PMIC) para aplicação em um microcontrolador de 32 bits, produzido em parceria com outras universidades federais. O projeto de um PMIC eficiente e compacto é crucial para Systems on Chip (SoCs). Os reguladores de tensão Low dropout (LDO) fazem parte integrante do gerenciamento de potência, tornando-se alternativas viáveis quando a queda de tensão entre a entrada e a saída não é considerável, promovendo a eficiência do circuito. Este estudo aborda a discussão e o projeto de uma topologia de amplificador de erro de dois estágios classe AB, bem como a configuração do LDO capacitor-less, incluindo o dimensionamento do transistor de passagem e dos resistores de realimentação. Com um capacitor de compensação de 10pF, o regulador implementado utilizando tecnologia CMOS de 22nm da TSMC opera com uma tensão típica de 2,5V e fornece 0,8V para uma carga máxima de 100mA, com uma corrente quiescente de 30µA e uma tensão de dropout de 550mV. A rejeição de ruído da fonte de alimentação é de -32 dB @ 10 kHz.