超小型半导体器件助芯片稳压滤噪

科技日报记者 张佳欣

低压差线性稳压器（LDO）是芯片内部的“稳压心脏”，可为不同功能模块提供干净、稳定的电源。韩国蔚山科学技术院的研究团队研发出一种超小型混合LDO，有望显著提升先进半导体器件的电源管理效率。它不仅能更稳定地输出电压，还能滤除噪声，同时占用更少的空间，为人工智能、6G通信等领域的高性能片上系统提供了新方案。相关成果发表于新一期《IEEE固态电路期刊》。

新型LDO采用了模拟与数字电路融合的混合设计，兼具两者优势，即便在电流需求急剧变化时，也能确保电压稳定供应。例如，当智能手机启动大型游戏时，能确保稳定的电力输送，并有效阻止电源中不必要的噪声。

此次研发的与众不同之处在于，采用了先进的数模转换方法与局部接地生成器技术，两者协同工作，实现了卓越的电压稳定性和噪声抑制。实验数据显示，在电流快速波动达99毫安的情况下，芯片电压纹波仅为54毫伏，并能在667纳秒内恢复正常电压。此外，在10千赫频率、100毫安负载下，电源抑制比达到-53.7分贝，几乎完全滤除了该频率范围内的电源噪声。

新型LDO另一个主要优势在于其尺寸。它无需外接电容，采用28纳米CMOS工艺制造，芯片面积仅为0.032平方毫米，大大节省了空间。团队称，传统混合LDO往往依赖大型电容来平滑数模转换，这限制了其在高密度片上系统中的应用。新设计通过无缝的数模转换过程，既缩小了体积，又提高了能效。

新型LDO还具有极低的待机功耗，其仅在突发功率需求时激活工作，这进一步提升了系统能效。其综合性能指标仅为0.029皮秒，创下新纪录。