(原文出处:微信公众号:工程师看海;在此,特别感谢硬件工程师看海)无论使用哪种电子产品,都必须使用电源。在移动消费电子产品中,有两种常用的DCDC电源和LDO电源。有点,DCDC的优点是效率高,但噪声高; LDO相反,它效率低,噪声低。 1. LDO的分类常见的LDO由P管组成,LDO的效率相对较低,因此一般不会消耗大电流。在某些需要高电流和低压差要求的场合,N管LDO应运而生。下图是PMOS和NMOSLDO的系统框图比较。让我们暂时忽略系统的传递函数,而将注意力集中在LDO调节和稳定性的工作过程上。让我们首先看一下PMOSLDO的基本工作过程。 2. LDO工作流程当Vout的电压由于负载变化或其他原因而下降时,两个串联分压电阻器上的电压也将下降,然后A点的电压将下降,A点的电势将为与Vref电位相比,误差放大器将减少。它的输出很小,因此G电位下降,Vs电压保持不变,并且电压差| Vgs |。增加(我们使用Vgs和Vds的绝对值更直观地描述PMOS),输出电流Isd将增加,而输出电流Isd将增加。将使Vout上升,完成反馈控制,使Vout返回正常电位。总结过程如下:Vout↓-“ Va↓-” Vg↓——Iout↑-“ Vout↑3”。 PMOS驱动器下图是PMOS的输出特性曲线,它是PMOS本身的特性。根据G,D,S电压的不同,MOS将工作在不同的区域,即可变电阻区域,饱和区域(恒流区域),截止区域。 LDO中的MOS工作在恒定电流区域。遵循下图中的绿色箭头指示方向| Vgs |。 | Vgs |逐渐上升,Ids上升上升,并且在该区域中,无论Vds如何变化,Id基本上保持不变。换句话说,在恒定电流区域中,Ids由Vgs控制。因此,有时将基于MOS的放大器称为跨导放大器。 4. LDO动态调整,让我们再次详细介绍一下,如果Vout异常下降,则Vout-Vin = Vd-Vs = Vds,| Vds |上升(Vds <0),随着状态工作点C转移到D而反映在输出特性曲线中。在反馈环路开始工作后,随着Vout减小,Va减小,运算放大器会使Vg减小, Vg-Vs = Vg-Vin = Vgs,| Vgs |在由Vgs Iout驱动的情况下,也将上升(| Vgs | <0),这在输出特性曲线的恒定电流区域中从C到状态工作点D的转变中得到反映。当Iout = Id随着Vgs升高时,Vds缓慢降低,最后Vout再次升高,从而完成了完整的反馈控制。 5. LDO仿真下图是multisim仿真的电路。 LDO为5V至3.3V。当输出改变时,它将通过A点反馈到MOS的G极,以调整输出。下图显示了LDO输出的电压和电流波形。红色是电压,绿色是电流。