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相变存储器（PCRAM）是一种利用相变材料在两种状态下表现的显著电阻差异实现数据存储的非易失性存储器。随着相变材料物理研究的不断成熟及半导体技术迅速的发展，相变存储器在速度、密度、功耗、成本、工艺复杂度等各方面展现出优秀的存储性能，随着半导体工艺节点不断降低，相变存储器的优势和潜力越来越明显，有望在下一代存储系统中占有重要的地位。本文首先概述了相变存储器的特点和发展情况，重点讨论了相变存储单元数据存储机理，然后根据相变存储单元特殊的结构和操作方法提出相变存储器实现方案、整体框架和各单元模块的设计，最后侧重介绍应用于相变存储器的LDO结构设计。本文主要研究内容如下: 1.介绍相变存储器原理、现状及发展趋势，着重介绍相变存储单元常用的结构及操作机理。通过比较相变存储器与其它存储器性能上的差异，就相变存储器的不足提出改进的方向和技术创新的方案。结合相变存储单元的特性和要求，确定相变存储器整体实现方案，完成相变存储器整体框架的搭建。 2.完成相变存储器各核心模块的分析和设计:介绍相变存储器存储阵列的结构，基于对位线字线寄生效应的分析，提出存储阵列分割的方法，基于阵列结构及读写操作的特征完成地址译码器的设计;设计出适用于相变存取器的基准电压源、基准时钟模块;参考国内外相变存取器研发团队对编程操作的研究积累，设计出可实现多种模式的缓降阶梯斜坡电流脉冲实现对相变存储单元的编程操作;分析相变存储单元读取电路原理，设计实现电压探测型全差分读出电路。 3.为编程驱动模块，读取电路模块，基准时钟模提供一个高精度低噪声的高性能电源，本文设计了一种低压差线性稳压器即LDO，为了满足相变存储器的实际应用环境，该LDO结构需要具有以下几个技术要求:高精度、低噪声、低压差、快速瞬态响应、强负载调整能力、强隔离能力、高可靠性。基于以上技术要求，设计出适用于相变存取器的LDO系统，在该系统中提出一种自适应米勒倍增结构，该结构能极大提高系统稳定性，改善LDO性能;另外改良LDO结构中运算放大器的高频通路结构，同时增加摆率增强电路能极大改善LDO瞬态响应性能。 4.介绍基于SMIC130nm工艺设计的4Mb相变存取器芯片的及芯片测试方法，分析芯片测试中有关编程操作的结果。介绍应用于相变存储器中的LDO仿真结果验证和结果分析。