LDO用NMOS作为调整管，怎样减小NMOS的衬偏效应？

88王道

想用NMOS的源级跟随器＋运放构成LDO电路，Typical输入3.3V，输出1.8V。电源波动±10%，仿真时发现，如果输入电压为2.97V，这时NMOS调整管gate端电压已经达到2.97V，导致OP内部输出端PMOS位于深线性区，LDO不能正常工作。所用工艺为SMIC 180nm,正常情况下Vth=0.7V，现在由于NMOS调整管S端电压为1.8V左右，衬偏效应导致NMOS Vth=1.3V左右。因此，请教各位有没有什么办法减小NMOS调整管的Vth，使LDO在输入电压为2.97V时也能正常工作?谢谢！！注意：所用工艺为单肼工艺，所有NMOS共用一个P衬底。

aircraft

Nmos调整管的不是一般都有个charge pump来抬栅电压的吗

88王道

回复 2# aircraft


    多谢回复！
我这个LDO比较简单，不会采用charge pump来提高栅压，如果没有其他好的办法来解决上述问题，我就使用PMOS来做了。

maplefire

比较简单的办法是用native nmos

88王道

回复 4# maplefire

晶圆厂没有提供耗尽型device，考虑使用PMOS了。谢谢回复

peterlin2010

想用NMOS的源级跟随器＋运放构成LDO电路，Typical输入3.3V，输出1.8V。电源波动±10%，仿真时发现，如果输入 ...
88王道 发表于 2016-10-29 17:29

                               
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1. pmos  
2. charge_pump + Nmos
3. isolation Nmos
4. native nmos (very low Vth)
5. nmos  w  size    large ...

sunjimmy

Native NMOS is instrinic device in process. It's there already. Question is whether foundry provide the simulation model or not. As far as I know, SMIC0.18um should have this model.

sunjimmy

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*                              1.8V NATIVE NMOS MODEL                              *
************************************************************************************
*
.model nnt18 NMOS
+LEVEL    = 49                  
*
* GENERAL PARAMETERS
*
+CALCACM  = 1
+LMIN     = 4.5E-7                 LMAX     = 1.0E-5              WMIN     = 1.9E-7              
+WMAX     = 1.0E-4                 TNOM     = 25.0                VERSION  = 3.24                 
+TOX      = '3.87E-09+DTOX_NNT18'  TOXM     = 3.87E-09            XJ       = 1.6000000E-07      
+NCH      = 4.4440000E+16          LLN      = 1.0000000           LWN      = 1.0000000           
+WLN      = 1.0000000              WWN      = 1.0000000           LINT     = 3.2000000E-08      
+LL       = 0.00                   LW       = 0.00                LWL      = 0.00               
+WINT     = 0.00                   WL       = 0.00                WW       = 0.00               
+WWL      = 0.00                   MOBMOD   = 1                   BINUNIT  = 2                  
+XL       = '2.5E-8+DXL_NNT18'     XW       = '0.00+DXW_NNT18'    DWG      = 0.00      
+DWB      = 0.00               
* DIODE PARAMETERS
+ACM      = 12                  LDIF     = 7.00E-08            HDIF     = 2.0E-07            
+RSH      = 7.08                RD       = 0                   RS       = 0                  
+RSC      = 1                   RDC      = 1                  
*
* THRESHOLD VOLTAGE PARAMETERS
*
+VTH0     = '-0.015+DVTH_NNT18'              LVTH0    = 2.8000000E-08       K1       = 9.6053920E-02      
+K2       = -2.5212668E-02                   K3       = -0.5717283          DVT0     = 1.0000000E-02      
+DVT1     = 0.00                                    DVT2     = -1.0000000E-02      DVT0W    = -9.0000010E-02      
+DVT1W    = 1.3570372E+05                    DVT2W    = 0.00                NLX      = 4.3929600E-07      
+W0       = 0.00                                   K3B      = -0.8582231          PVTH0    = '0+DPVTH0_NNT18'      
*
* MOBILITY PARAMETERS
*
+VSAT     = 1.3500000E+05       LVSAT    = -1.8200000E-02      WVSAT    = 1.0000000E-04      
+PVSAT    = 3.6000000E-09       UA       = 9.6000000E-10       LUA      = -5.0000000E-17      
+PUA      = -3.0000002E-23      UB       = 2.1696805E-18       UC       = -2.2999993E-11      
+WUC      = -3.5000000E-17      PUC      = 2.0000000E-23       RDSW     = 1.2000000E+02      
+PRWB     = 0.00                PRWG     = 0.00                WR       = 1.0000000           
+U0       = 6.1000000E-02       WU0      = 2.2000000E-09       PU0      = -1.0000000E-16      
+A0       = 1.5500000           KETA     = -2.9847301E-03      A1       = 0.00               
+A2       = 0.9800000           AGS      = 1.5000000           B0       = 0.00               
+B1       = 0.00      
*
* SUBTHRESHOLD CURRENT PARAMETERS
*
+VOFF     = -0.1100000          NFACTOR  = 1.0000000           CIT      = 1.9915700E-04      
+CDSC     = 0.00                CDSCB    = 0.00                CDSCD    = 0.00               
+ETA0     = 8.0000000E-02       LETA0    = 4.0000000E-08       PETA0    = 5.0000000E-14      
+ETAB     = -1.0000000E-02      PETAB    = 8.0000000E-15       DSUB     = 0.5600000         
*
* ROUT PARAMETERS
*
+PCLM     = 1.6000000           PDIBLC1  = 1.0000000E-02       PDIBLC2  = 0.1200000           
+PDIBLCB  = 5.7750700E-02       DROUT    = 0.5600000           PSCBE1   = 6.4335600E+08      
+PSCBE2   = 1.0000000E-20       PVAG     = 0.00                DELTA    = 1.0000000E-02      
+ALPHA0   = 9.3800000E-09       ALPHA1   = 1.0385719E-02       BETA0    = 5.8915170        
*
* TEMPERATURE EFFECTS PARAMETERS
*
+KT1      = -0.2961084          KT2      = 1.0000000E-03       AT       = 2.0456400E+04      
+UTE      = -1.6500000          WUTE     = -1.1000000E-09      UA1      = 3.8350100E-09      
+WUA1     = -2.0736400E-16      PUA1     = 6.0000000E-23       UB1      = -7.4901900E-18      
+WUB1     = -1.7708197E-26      UC1      = -6.6000000E-11      KT1L     = -7.4000000E-15      
+PRT      = 0.00                       
*
* NOISE PARAMETERS
*
+NOIMOD   = 2                   NOIA     = 4.4361E+20            NOIB     = 1.0074E+04   
+NOIC     = 2.9928E-13          EM       = 1.039E+06             EF       = 9.075E-01
*
* CAPACITANCE PARAMETERS
*
+CJ       = '1.45E-04+DCJ_NNT18'     MJ       = 0.334                PB       = 0.538                  
+CJSW     = '1.63E-10+DCJSW_NNT18'   MJSW     = 0.0689               PBSW     = 0.563                 
+CJSWG    = '6.60E-11+DCJSWG_NNT18'  MJSWG    = 0.0689               PBSWG    = 0.563
+TCJ      = 0.00246                  TCJSW    = 0.00122              TCJSWG   = 0.00122
+TPB      = 0.00277                  TPBSW    = 0.00204              TPBSWG   = 0.00204
+JS       = 5.2E-06                  JSW      = 1.0E-13              NJ       = 1.0651
+XTI      = 3                        NQSMOD   = 0                    ELM      = 5
+CGDO     = '2.66E-10+DCGDO_NNT18'   CGSO     = '2.66E-10+DCGSO_NNT18' TLEVC    = 1            
+CAPMOD   = 3                        XPART    = 1                    CF       = 0.00                  
+ACDE     = 0.64                     MOIN     = 24                   NOFF     = 2.50
*
************************************************************************************
*                              3.3V NATIVE NMOS MODEL                              *
************************************************************************************
*
.model nnt33 NMOS
+LEVEL    = 49                  
*
* GENERAL PARAMETERS
*
+CALCACM  = 1
+LMIN     = 1.0E-6                LMAX     = 1.0E-5              WMIN     = 1.9E-7              
+WMAX     = 1.0E-4                TNOM     = 25.0                VERSION  = 3.24                 
+TOX      = '6.65E-09+DTOX_NNT33' TOXM     = 6.65E-09            XJ       = 1.6000000E-07      
+NCH      = 5.5313000E+15         LLN      = 1.0000000           LWN      = 1.0000000           
+WLN      = 1.0000000             WWN      = 1.0000000           LINT     = 6.4999990E-08      
+LL       = 0.00                  LW       = 0.00                LWL      = 0.00               
+WINT     = 0.00                  WL       = 0.00                WW       = 0.00     
+WWL      = 0.00                  MOBMOD   = 1                   BINUNIT  = 2                     
+XL       = '-1.5E-8+DXL_NNT33'   XW       = '0.00+DXW_NNT33'    DWG      = 0.00               
+DWB      = 0.00               
* DIODE PARAMETERS
+ACM      = 12                  LDIF     = 6.50E-08            HDIF     = 2.05E-07            
+RSH      = 7.08                RD       = 0                   RS       = 0                  
+RSC      = 1                   RDC      = 1                           
*
* THRESHOLD VOLTAGE PARAMETERS
*
+VTH0     = '-9.1E-02+DVTH_NNT33' LVTH0    = -7.0000000E-08    PVTH0    = '1.0000000E-14+DPVTH0_NNT33'      
+K1       = 9.0587460E-02       K2       = -9.5673000E-03      K3       = -8.8000000         
+DVT0     = 0.00                DVT1     = 0.00                DVT2     = 0.00               
+DVT0W    = 0.00                DVT1W    = 0.00                DVT2W    = 0.00               
+NLX      = 0.00                W0       = 0.00                K3B      = -2.4000001   
* MOBILITY PARAMETERS
*
+VSAT     = 1.1500000E+05       LVSAT    = -2.0000000E-02      WVSAT    = -1.7000001E-02      
+PVSAT    = 2.1000000E-08       UA       = 3.2000000E-10       LUA      = 1.8461700E-17      
+WUA      = -3.0000001E-17      PUA      = 1.5000001E-23       UB       = 2.1500000E-18      
+LUB      = 1.0000000E-27       WUB      = -1.5000000E-25      UC       = 1.6885901E-11      
+WUC      = -1.8830001E-17      RDSW     = 2.8000000E+02       PRWB     = 0.00               
+PRWG     = 0.00                WR       = 0.8500000           U0       = 4.9435450E-02      
+LU0      = 1.6700000E-09       WU0      = 2.0000000E-10       PU0      = 1.0000000E-15      
+A0       = 1.0500000           KETA     = -1.0000000E-03      WKETA    = -1.0000000E-09      
+A1       = 0.00                A2       = 0.9800000           AGS      = 1.3000000           
+B0       = 0.00                B1       = 0.00            
*
* SUBTHRESHOLD CURRENT PARAMETERS
*
+VOFF     = -0.1080000          NFACTOR  = 1.0000000           CIT      = 1.7250000E-04      
+CDSC     = 0.00                CDSCB    = 0.00                CDSCD    = 0.00               
+ETA0     = 5.8832400E-02       LETA0    = 3.45000000E-07      ETAB     = -5.0000000E-02      
+DSUB     = 0.5600000            
*
* ROUT PARAMETERS
*
+PCLM     = 0.6000000           PDIBLC1  = 2.0000000E-02       PDIBLC2  = 3.5568000E-02      
+PDIBLCB  = 5.9980500E-02       DROUT    = 0.5600000           PSCBE1   = 5.0000000E+08      
+PSCBE2   = 1.0000000E-07       PVAG     = 0.00                DELTA    = 1.0000000E-02      
+ALPHA0   = 1.3993774E-08       ALPHA1   = -3.0000000E-03      BETA0    = 4.6188860           
+LBETA0   = 1.6556398E-06         
*
* TEMPERATURE EFFECTS PARAMETERS
*
+KT1      = -0.2122575          KT2      = 5.0000000E-04       AT       = 1.6500000E+04      
+UTE      = -1.4421700          WUTE     = 5.0000000E-08       UA1      = 3.3785630E-09      
+PUA1     = -1.0000000E-23      UB1      = -6.1694750E-18      UC1      = -4.6000000E-11      
+WUC1     = -3.0000001E-17      KT1L     = -7.3966800E-09      PRT      = 0.00               
*
* NOISE PARAMETERS
*
+NOIMOD   = 2                   NOIA     = 6.01E+20              NOIB     = -1.05E+04   
+NOIC     = 3.20E-13            EM       = 1.33E+06              EF       = 9.46E-01
*
* CAPACITANCE PARAMETERS
*
+CJ       = '0.000148+DCJ_NNT33'     MJ       = 0.344                PB       = 0.542               
+CJSW     = '2.16E-10+DCJSW_NNT33'   MJSW     = 0.149                PBSW     = 0.536                  
+CJSWG    = '1.25E-10+DCJSWG_NNT33'  MJSWG    = 0.149                PBSWG    = 0.536                  
+TPB      = 0.00264                  TPBSW    = 0.00262              TPBSWG   = 0.00262     
+TCJ      = 0.00255                  TCJSW    = 0.00108              TCJSWG   = 0.00108
+JS       = 5.2E-06                  JSW      = 1.0E-13              NJ       = 1.0651                 
+XTI      = 3                        NQSMOD   = 0                    ELM      = 5
+CGDO     = '1.34E-10+DCGDO_NNT33'   CGSO     = '1.34E-10+DCGSO_NNT33' TLEVC    = 1
+CAPMOD   = 3                        XPART    = 1                    CF       = 0.00                  
+ACDE     = 0.45                     MOIN     = 24                   NOFF     = 2.3177
*

nienankao

1.8V*+/-10%=+0.18V
使用charge pump还是可能做到(当然要看负载电流)
还能有较好的PSRR

math123

LDO都是PMOS输出的吧，NMOS是实现不了low dropout的，只能叫regulator