Design of a voltage regulator for a broad band ADC

Integrated voltage regulators are used as a stable power supply voltage for integrated electronic circuits independent of load impedance and input-voltage variations. The Low Drop Out Regulator is a linear voltage regulator that provides a costant output voltage with a low voltage drop across its terminals. The LDO attenuates the ripples and spikes coming from the supply that can originate from the supply circuit itself or from neighbouring circuits connected to the same supply to a negligible level and prevents them from intefering with the correct behaivour of the (Load) circuit. In addition the LDO is quick to respond to the load circuit varying current requisitions. Integrated LDOs are especially necessary in mixed signal designs when both digital and analog circuits are implemented on the same silicon die. The voltage output of the LDO is determined by the input voltage (Vdd) minus the dropout voltage (VDropOut). Which brings us to the conclusion that the lower the dropout voltage the higher the efficiency of the regulator. VOUT is regulated by the negative feedback. Moreover for a costant output the LDO provides a specific current range which is called the current rating of the LDO containing the maximum and minimum currents the LDO is able to sink or generate.The quality of the LDO is measured by its output impedance transfer function Zout =dVout/dIout and the Power Supply Rejection Ratio (PSRR) PSRR =dVout/dVin and output noise. This work presents an implementation with an output impedance smaller than 4Ω for a band width equal to about 790MHz. The PSRR performance is about -15dB for a bandwidth of 600MHz. The noise has a standard deviation equal to 89 μVrms(Over a band equal to 10GHz).

I regolatori di tensione integrati vengono utilizzati come tensione di alimentazione stabile per circuiti elettronici integrati. La tensione costante in uscita è indipendente dall’impedenza di carico e dalle variazioni della tensione di ingresso. Il Low Drop Out Regulator è un regolatore di tensione lineare che fornisce una tensione di uscita costante con una bassa caduta di tensione ai suoi terminali. L’LDO attenua ad un livello trascurabile le ondulazioni e i picchi provenienti dall’alimentazione che possono provenire dal circuito di alimentazione stesso o da circuiti limitrofi collegati alla stessa alimentazione e impedisce che interferiscano con il corretto comportamento del circuito (Carico). Inoltre, l’LDO è rapido nel rispondere alle richieste di corrente variabili del circuito di carico. Gli LDO integrati sono particolarmente necessari nei progetti a segnali misti quando entrambi i circuiti digitali e analogici sono implementati sullo stesso die di silicio. La tensione di uscita dell’LDO è determinata dalla tensione di ingresso (Vdd) meno la tensione di caduta (VDropOut). Il che ci porta alla conclusione che minore è la caduta di tensione sul’LDO (dropout) maggiore è l’efficienza del regolatore. VOUT è regolato dal feedback negativo. Inoltre per un’uscita costante l’LDO fornisce uno specifico intervallo di corrente.La qualità dell’LDO è misurata dalla funzione di trasferimento dell’impedenza di uscita Zout =dVout /dIout il rapporto di reiezione dell’alimentatore (PSRR) PSRR =dVout/dVin e il rumore di uscita. Questa tesi presenta un’implementazione con un’impedenza di uscita inferiore a 4Ω per una larghezza di banda pari a circa 790MHz. Le prestazioni PSRR sono di circa -15 dB per una larghezza di banda di 600MHz. Il rumore ha una deviazione standard uguale a 89 μVrms (Per una banda uguale a 10GHz).