详解LDO基础知识.docx

内容会回答这些问题：?

1、当输入电压与目标输出电压压差不满足Vdropout，会发生什么？

2、决定Vdropout电压大小的因素是什么？

3、芯片选定后，Vdropout电压就是固定的吗？与电压，电流是否有关？

4、温度，直流电压对滤波电容有哪些影响？

5、LDO封装如何选择？

LDO输出过流了会发生什么？

给定芯片的PSRR是固定的吗？跟哪些因素有关？

8、LDO输入输出之间并联的肖特基二极管是干什么用的？?

压降?

低压降稳压器(LDO)?是一种用于调节较高电压输入产生的输出电压的简单方法。在大多数情况下，低压降稳压器都易于设计和使用。然而，如今的现代应用都包括各种各样的模拟和数字系统，而有些系统和工作条件将决定哪种LDO最适合相关电路，因此，现在我们需要关注这些决定性因素。

?什么是压降?压降电压VDO，是指为实现正常稳压，输入电压VIN必须高出所需输出电压VOUT(nom)的最小压差。请参见公式1：

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如果VIN低于此值，线性稳压器将以压降状态工作，不再调节所需的输出电压。在这种情况下，输出电压VOUT(dropout)将等于VIN减去压降电压的值（公式2）：

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以调节后电压为3.3V的TPS799等LDO为例：当输出200mA电流时，TPS799的最大压降电压指定为175mV。只要输入电压为3.475V或更高，就不会影响调节过程。但是，输入电压降至3.375V将导致LDO以压降状态工作并停止调节，如图1所示。

虽然应将输出电压调节为3.3V，但TPS799没有保持稳压所需的余量电压。因此，输出电压将开始跟随输入电压变化。?

决定压降的因素是什么？?

压降主要由?LDO架构决定。为说明原因，让我们来了解一下P沟道金属氧化物半导体(PMOS)和N沟道MOS(NMOS)LDO，并对比其工作情况。?

PMOSLDO?图2所示为PMOSLDO架构。为调节所需的输出电压，反馈回路将控制漏-源极电阻RDS。随着VIN逐渐接近VOUT(nom)，误差放大器将驱动栅-源极电压VGS负向增大，以减小RDS，从而保持稳压。

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但是，在特定的点，误差放大器输出将在接地端达到饱和状态，无法驱动VGS进一步负向增大。

RDS已达到其最小值。将此RDS值与输出电流IOUT相乘，将得到压降电压。?请记住，随着VGS负向增大，能达到的RDS值越低。通过提升输入电压，可以使VGS值负向增大。因此，PMOS架构在较高的输出电压下具有较低的压降。图3展示了此特性。

如图3所示，TPS799的压降电压随输入电压（也适用于输出电压）增大而降低。这是因为随着输入电压升高VGS会负向增大。?NMOSLDO?NMOS架构如图4所示，反馈回路仍然控制RDS。但是，随着VIN接近VOUT(nom)，误差放大器将增大VGS以降低RDS，从而保持稳压。

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在特定的点，VGS无法再升高，因为误差放大器输出在电源电压VIN下将达到饱和状态。达到此状态时，RDS处于最小值。将此值与输出电流IOUT相乘，会获得压降电压。?不过这也会产生问题，因为误差放大器输出在VIN处达到饱和状态，随着?VIN接近VOUT(nom)，VGS也会降低。这有助于防止出现超低压降。?偏置LDO?很多NMOSLDO都采用辅助电压轨，即偏置电压VBIAS，如图5所示。

?此电压轨用作误差放大器的正电源轨，并支持其输出一直摆动到高于VIN的VBIAS。这种配置能够使LDO保持较高VGS，从而在低输出电压下达到超低压降。有时并未提供辅助电压轨，但仍然需要在较低的输出电压下达到低压降。在这种情况下，可以用内部电荷泵代替VBIAS，如图6所示。

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电荷泵将提升VIN，以便误差放大器在缺少外部VBIAS电压轨的情况下仍可以生成更大的VGS值。?其它因素?除了架构之外，压降还会受到其他一些因素的影响，如表1所示。

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很显然，压降并不是一个静态值。虽然这些因素会提高选择LDO的复杂程度，但同时，还能帮助您根据特定的条件选择最适合的LDO。

?LDO电容的选择?

为了让LDO正常工作，需要配备输出电容器。将LDO用于实际应用时，如何选择适当的输出电容器是一个常见的问题。因此，让我们来探讨一下选择输出电容器时需要考虑的各种事项及其对LDO的影响。

?什么是电容器?电容器是用于储存电荷的器件，其中包含一对或多对由绝缘体分隔的导体。电容器通常由铝、钽或陶瓷等材料制成。各种材料的电容器在系统中使用时具有各自的优缺点，如表1所示。?陶瓷电容器通常是理想的选择，因为其电容变化最小，而且