低壓差線性穩壓器(Low Dropout Voltage Regulator,LDO)屬于線性穩壓器的一種,但由于其壓差較低,相對于一般線性穩壓器而言具有較高的轉換效率。但在電路穩定性上有所下降,而且LDO有著較高的輸出電阻,使得輸出極點的位置會隨著負載情況有很大關系。因此需要對LDO進行頻率補償來滿足其環路穩定性要求。
內容安排上第一節首先簡單介紹各種線性穩壓源的區別:第二節介紹LDO中的主要參數及設計中需要考慮折中的一些問題;第三節對LDO開環電路的三個模塊,運放模塊,PMOS模塊和反饋模塊進行簡化的小信號分析,得出其傳輸函數并判斷其零極點:第四節針對前面分析的三個LDO環路模塊分別進行補償考慮,并結合RT9193電路對三種補償方法進行了仿真驗證和解釋說明。
該電路主要包含基準電路以及相關啟動電路,保護電路(OTP,OCP等),誤差放大器,調整管(Pass Element)和電阻反饋網絡。
在電路上,通過連接到誤差放大器反相輸入端的分壓電阻對輸出電壓進行采樣,誤差放大器的同相輸入端連接到一個基準電壓(Bandgap Reference),誤差放大器會使得兩個輸入端電壓基本相等,因此,可以通過控制調整管輸出足夠的負載電流以保證輸出電壓穩定。
電路所采用的調整管不同,其Dropout電壓不同。以前大多使用三極管來作為穩壓源的調整管,常見的有NPN穩壓源,PNP穩壓源(LDO),準LDO穩壓源,其調整管如圖2所示,其Dorpout電壓分別是:VoRop=2VBE+ Vsr-NPN穩壓源
VoRоP =VsurPNP穩壓源(LDO)
VDRoP=VE + Vsur-準LDO穩壓源
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