【導讀】本文章繼續(xù)此系列,將聚焦“低壓降”的含義,并介紹安森美半導體低壓降和極低壓降值的LDO產品和方案。您的應用需要低壓降的LDO嗎?我們將講解壓降的含義,如何測量以及具有標準壓降和極低壓降的LDO之間的差異。
之前在文章中,我們探討了“現實中的電源抑制比(PSRR) - 第四部分”,通過示例講解PSRR參數。
往期文章
什么是 LDO 噪聲,它是如何分類的?-第一部分
什么是積分噪聲?-第二部分
什么是 PSRR?- 第三部分
本文章繼續(xù)此系列,將聚焦“低壓降”的含義,并介紹安森美半導體低壓降和極低壓降值的LDO產品和方案。您的應用需要低壓降的LDO嗎?我們將講解壓降的含義,如何測量以及具有標準壓降和極低壓降的LDO之間的差異。
LDO必須具有比壓降參數更高的裕量VIN – VOUT。壓降是LDO正常運行的最關鍵參數之一。壓降是LDO需要適當調節(jié)的VDO = VIN – VOUT,NOM的差。VOUT,NOM是LDO處于穩(wěn)壓狀態(tài)時在輸出端的輸出電壓標稱值。
壓降值通常在VOUT低于標稱值(約3%)或100 mV時測量。當VOUT下降時,如約100mV,很容易測量該值。通常針對標稱輸出電流測量壓降參數,因為壓降是在VOUT下降(比VOUT,NOM低約3%)時測量的。
因此,必須在灌電流模式下將輸出連接到電流源,例如,將有源負載連到恒定灌電流。如果電阻連接到輸出,則負載輸出電流將減小,并且測量無效,請參見下圖。
圖1 (壓降區(qū)域和穩(wěn)壓區(qū)域)
圖2 (壓降值的測量)
LDO應該在VIN和VOUT有一個電壓差,并具有較高的VDO 壓降值,以實現好的動態(tài)性能。
大多數LDO有導通器件P溝道MOSFET(PMOS),這對于較低的輸出電壓來說有點不利。當標稱輸出電壓VOUT,NOM較低時,帶PMOS導通器件的LDO的壓降VDO會增加。
舉例來說,請看下表,假設我們正在使用NCP161。您可以看到1.8 V選項的壓降值遠高于3.3 V選項。
PMOS器件LDO有缺點,因為它們具有相當高的最小輸入電壓VIN,MIN110也是PMOS器件LDO,VIN低。VIN,MIN = 1.1V。NCP110的最低輸出電壓選項0.6 V的壓降值為500 mV。
如果要求非常低的壓降或接近0 V的輸出電壓選項,則可以使用偏置軌LDO。這種LDO有導通器件N溝道MOSFET(NMOS),它需要連接比VOUT高約1 V – 2 V的輔助電源VBIAS,以實現極低的壓降。
偏置軌LDO與普通LDO的結構相同,但內部模塊(除導通器件的所有器件)的電源未連接至VIN。它單獨作為次級電源。
這些器件的一些示例是NCP130、NCP134、NCP137和NCP139。與帶PMOS導通器件的LDO相比,帶NMOS導通器件的LDO具有幾乎不受輸出電壓影響的壓降。
這些器件在額定輸出電流下的VDO壓降值在40 mV?150 mV范圍內。但是必須如上所述連接VBIAS電壓,否則由于伏特單位,壓降會高得多。
在下圖中,您可以看到當VBIAS - VOUT差減小時,NCP134的壓降會怎樣,這樣,VBIAS電壓不夠高。
圖3 (NCP134的壓降取決于VBIAS - VOUT)
也可以使LDO帶導通器件NMOS但不提供VBIAS電源。有一個電荷泵用于為內部模塊供電。電荷泵器件從VIN電源產生高兩倍的內部VBIAS電壓。
圖4(NCP134和NCP161的壓降差)
在圖4中,您可看到帶PMOS導通器件的LDO和帶NMOS導通器件的LDO的壓降差。帶PMOS導通器件的LDO通常在零輸出電流時具有非零壓降值。LDO壓降的這一部分是內部參考電壓的壓降。
第二部分是通過導通器件的尺寸設置的壓降。帶NMOS導通器件的LDO具有由VBIAS電壓提供的內部基準。因此,它沒有第一部分。帶NMOS導通器件的LDO壓降僅通過導通器件的尺寸設置。
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