高性能LDO

电源管理系统已成为当前集成电路产业发展的热点,也是不可或缺的技术。

没有电力管理,许多市场将不存在。

电源管理可以使许多市场,如手机,笔记本电脑,遥控电视和可靠的电话服务成为现实。

如今,电子产品已在工作和生活的各个方面得到普及。

它们的性能和价格比越来越高,功能越来越强。

电源电路在整个电路中也越来越重要。

由误差放大器A1,电压放大器A2,电压缓冲器A3,电压调节管MP1和反馈网络形成的负反馈回路主要用于维持VOUT的稳定性。

米勒电容器C1用于补偿电路的频率。

第二级和第三级的带宽很大,以确保LDO处于稳定状态。

同时,应确保调节管的输出电阻在宽频带内保持恒定,以获得更好的电源抑制性能。

如果A2,A3和A4减小为1,则两级米勒补偿运算放大器的LDO增益带宽可表示为:其中gm1是A1的跨导。

从以上可以看出,增益带宽不随负载电容的变化而变化。

其主极点P1可表示为:Rol是A1的输出电阻,类似于两级米勒补偿运算放大器。

通常预期组合的第二级放大器是单极系统。

由于米勒补偿引入的极点分离,次级点P2可以近似为:其中,是跨导,gm4是A4的跨导。

为了使次级点保持在输出节点,必须将第二级和第三级的输出极推到非常高的频率,该频率远大于次级点。

为了确保其稳定性,次要点需要保留在输出节点处。

对于内部增益补偿高增益系统,米勒补偿能够更好地控制其在较大负载电容范围内的稳定性,同时还提供更好的瞬态响应。

由于米勒电容形成的高频负反馈可以直接耦合到输出,因此高增益可以实现更好的直流和负载调制。

然而,测试结果表明,当负载电流变化很大时,LDO将调整约50 mV。

这是因为DC负载调制的性能受到接合线的寄生电容的限制,这直接降低了DC的寄生电容对DC负载调制的影响。

LDO的输出电流需要从0到满载(本设计中为​​100mA),因此gm4也会随负载电流而变化,导致次级点P2也随负载电流而变化。

设计可以通过平滑杆技术解决。

对于由R和MP2系列组成的电路,可以根据负载电流的变化动态偏置。

在高负载电流条件下,R和MP2可以偏置更大的电流以扩大电路带宽,同时降低输出电阻以适应次级点P2被推到更高的频率。

在低负载电流下,P2处于较低频率并将R和MP2偏置为较窄的带宽和较大的电阻以确保稳定性。

静态偏置电流应尽可能小,以确保电路的低功耗。