LDO电路原理与设计(一)_小飞同学

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LDO电路原理与设计(一)

(2019-03-02 16:53:57)

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分类：芯片设计

本篇博文只介绍LDO的重要原理性概念，详细的误差放大器、功率管设计，相位补偿下节进行介绍。

话不多说，直接上图：

1、压降：

产生额定输出电压时，减小输入电压，输出电压下降到额定输出电压98%时，输入输出压差即为dropout电压，我们希望这个电压越低越好。

2、负载调整率

反映了输入固定情况下，LDO输出电压受负载电流变化的影响，定义公式如下：

负载调整率和负载电流范围有关，和LDO本身特性也有关，即为输出端的微分电阻：

设放大器低频增益为A，调整管跨导为gm:

得到：

根据负载电路表达式，可以看出，负载电流变大，gm变大，ro表小，微分电阻变小

放大器低频增益变大，微分电阻变大，提高了负载调整率。

3、线性调整率

反映了负载固定的情况下，输入电压对输出电压变化的影响，即

主要的影响来自，输入电压变化，运放输出端电压变化(B)，调整管电流变化，环路增益变化，导致输出电压变化。

因此提高线性调整率的方法就是，提高放大器地频增益

4、瞬态特性

LDO的瞬态响应包括两个方面：一是大信号响应速度，二是小信号响应速度，当输出端电流发生大幅度跳变，电路首先发生的是大信号响应，输出端电压大幅度变化，运放发生转换，功率管栅极电压缓慢变化，直到电平接近静态数值，电路表现为小信号响应，最终输出电压稳定到一个固定值。

以下图为例，当负载电流突然变大，输出电压在t1时间段有个Vdip的压降，经过t2的时间，由大信号响应转换到小信号响应，最后t2末端恢复稳定，两种电流下输出电压有Vdiff的差异，是由于LDO有限的负载调整率导致的。

对于驱动数字电路的LDO，瞬态特性是个很重要的指标，因为电源电压有个噪声容限，超出门限会导致逻辑电平判断错误。LDO的瞬态特性可以从两个方面考虑，一个是负载电流发生变化时，输出电压变化量，一个是输出电压恢复到额定值所需要的时间。

对于外接大电容的LDO，由于电容存储大量电荷，充放电电流可以满足负载电流的突变，对比capless LDO，这是设计难点，有一些瞬态增强电路，这里不做解释。

5、噪声

待研究学习更新

6、电源抑制比

待研究学习更新

参考文献

低功耗无电容型低压差线性稳压器的研究与设计_金兴杰

高性能低压差线性稳压器研究与设计_王忆

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