广东工业大学刘大维的硕士学位论文《超低功耗、快速瞬态响应低压差线性稳压器设计》是一篇聚焦集成电路电源管理技术创新的学术研究（类型a）。该论文在杨健副教授和熊江高级工程师联合指导下完成，于2024年5月提交答辩，基于TSMC 40nm CMOS工艺实现了一款面向便携式电子设备的无片外电容低压差线性稳压器（capacitor-less LDO, CL-LDO）。

在学术背景方面，随着5G、AI和物联网设备对高效电源管理需求的激增，传统LDO因需外接大电容导致集成度受限。论文指出CL-LDO虽通过省去片外电容降低成本，却面临稳定性与瞬态响应性能的挑战。针对这一矛盾，研究旨在开发兼具超低静态电流（<30μA）和快速瞬态响应（恢复时间<0.5μs）的CL-LDO解决方案，其科学价值在于突破功耗与瞬态响应的传统权衡关系。

研究流程包含四个核心环节：首先，论文创新性地设计了CMOS亚阈值基准源，采用NMOS与PMOS阈值电压温度特性互补原理，在0.9V工作电压下实现23.57μA静态电流，相比传统带隙基准（BGR）降低两个数量级。通过TSMC 40nm工艺仿真验证，该基准在-40~125℃范围内温度系数达28ppm/℃，电源抑制比（PSRR）在1kHz时为-62dB。

其次，在LDO架构设计阶段，作者提出三级创新结构：1）交叉耦合共栅级差分输入级，通过动态电流复用技术将误差放大器功耗降至4.2μA；2）多环路有源频率补偿网络，采用0.5pF微型电容实现60°相位裕度，较传统Miller补偿节省85%面积；3）局部共模反馈模块，将单位增益带宽扩展至3.7MHz。仿真数据显示，该结构在100nA-100mA负载范围内保持稳定。

第三阶段的瞬态增强技术包含两项突破：动态偏置电路在负载突变时瞬时提升偏置电流300%，使误差放大器摆率（slew rate）达到12V/μs；体偏置技术通过调节功率管衬底电压，将100mA阶跃负载下的电压过冲抑制在298.5mV，恢复时间缩短至0.41μs。后仿真结果表明，该设计在1Hz低频段PSRR达-82.6dB，100MHz高频段仍保持-43dB抑制能力。

最终实现的LDO版图面积112μm×368μm，关键性能指标包括：1.4V最小输入电压、1.2V输出电压、0.66mV/mA负载调整率、0.045mV/V线性调整率。与IEEE文献报道的同类设计对比，其静态电流降低46%，瞬态恢复时间缩短58%，且无需外接电容。

论文结论指出，该研究通过亚阈值工作、动态偏置与多环路补偿的协同优化，首次在40nm工艺实现静态电流<25μA且瞬态响应<0.5μs的CL-LDO。其应用价值体现在可延长物联网设备电池寿命30%以上，并为5G射频前端模块提供高PSRR电源解决方案。

研究亮点包括：1）首创工艺偏差自补偿亚阈值基准架构；2）提出”动态偏置-体偏置”双轨瞬态增强机制；3）实现1.4V工作电压下82.6dB PSRR的突破。这些创新为后续纳米级工艺LDO设计提供新范式，相关技术已申请3项发明专利。

值得关注的是，论文第五章详细论证了版图匹配性设计对基准源精度的影响，通过共质心布局（common-centroid）将工艺梯度误差降低至0.13%，这一方法对高精度模拟IC设计具有普适性指导意义。附录中提供的蒙特卡洛分析数据表明，该LDO在3σ工艺角下性能波动小于7%，具备量产可行性。