Привет всем, я инженер, наблюдаю за морем.

В предыдущей статье был представлен основной принцип работы линейного источника питания PMOS. Сегодня в сочетании с моделированием мы представим основной принцип работы архитектуры NMOS, используемой в сильноточных LDO, а также некоторые другие важные параметры LDO, включая PSRR. Падение напряжения и т. д.

1. Введение в работу NMOS LDO.

На следующем рисунке представлена ​​базовая блок-схема NMOS LDO. NMOS LDO обычно также работает в области насыщения (в особых случаях это будет область переменного сопротивления), поэтому Vg больше, чем Vs. Vin, NMOS LDO обычно также имеет контакт Vbias, обеспечивающий источник высокого напряжения для полюса MOS G, или имеется только один Vin, а внутри встроен источник заряда CHARGE BUMP; полюс G. Общий рабочий процесс такой же, как и у PMOS LDO: когда Vout падает, Vfb в контуре обратной связи также падает, а выходной сигнал усилителя ошибки Vg увеличивается. По мере увеличения Vg ток Ids также увеличивается, что в конечном итоге приводит к возврату Vout к значению. Исходный уровень: Статус:

Vout↓——>Vfb↓——>Vg↑——Iout↑——>Vout↑

2. Подробный принцип работы NMOS LDO.

На рисунке ниже показана выходная характеристическая кривая определенного NMOS. Давайте проанализируем ее, объединив цифры выше и ниже. Когда Vout уменьшается, а Vin остается неизменным, тогда Vds = Vin-Vout, Vds увеличивается, и рабочая точка MOS смещается. От A до B, за которым следует петля обратной связи. Начало работы, напряжение Vfb уменьшается, и после ошибки. После дифференциального усилителя Vg увеличивается, затем Vgs=Vg-Vs, Vgs также увеличивается. Как видно из рисунка ниже, с увеличением Vgs ток Id МОП постепенно увеличивается, что, в свою очередь, приводит к постепенному увеличению Vout. и рабочая точка MOS смещается с B на C, LDO возвращается к исходному рабочему уровню.

3. Результаты моделирования NMOS LDO

На рисунке ниже представлена ​​простая схема моделирования NMOS LDO от 5 В до 3,0 В и результаты моделирования. Оранжевая кривая — это напряжение, а зеленая кривая — ток. При изменении скользящего реостата R4 на конце нагрузки ток нагрузки также изменяется. в то время как выходное напряжение в основном стабильно на уровне 3,0 В.

4. Что вы знаете о выходном конденсаторе LDO?

Учитывая стабильность системы, выходной конденсатор LDO в принципе должен быть добавлен, но если есть крайние соображения относительно стоимости и соблюдены определенные требования, этот конденсатор фактически можно удалить.

5. Dropout voltage

Приведенный выше анализ показал, что PMOS LDO работает в зоне постоянного тока (зоне насыщения). Между DS существует определенная разница напряжений. Эту разницу напряжений часто называют напряжением падения (Vdo). Поэтому, если LDO хочет работать стабильно. зона насыщения, вход и выход. При достижении определенной разницы давлений в спецификации обычно можно учитывать запас в 25%. Например, на рисунке ниже, когда Iout=150 м А, Vdo, соответствующее разным Vout, также отличается.

6. Эффективность

Об эффективности здесь говорить не будем. Мощность, потребляемая самим LDO, примерно равна разности напряжений * ток. Следовательно, при одинаковом токе нагрузки, чем больше разница напряжений, тем выше потребляемая мощность LDO, а значит, и напряжение. разница немного ниже, что способствует повышению эффективности.

7. PSRR

Одним из важных параметров и одним из больших преимуществ LDO является то, что пульсации малы, то есть PSRR хороший. PSRR — это коэффициент отклонения источника питания, который представляет собой степень подавления пульсаций входной мощности с помощью LDO. Чем больше абсолютное значение PSRR, тем лучше. При взгляде на кривую PSRR наблюдается поворотный момент. Слева ведущую роль играет сам LDO, а справа ведущую роль играет выходной конденсатор. Кривая слева от LDO с хорошими характеристиками PSRR. будет выше. Если выходная емкость увеличится, кривая справа поднимется.

Основные принципы и введение LDO подошли к концу, но фактические внутренние условия его работы очень сложны. Эта статья служит лишь руководством. Я надеюсь, что она сможет вызвать у всех резонанс или разрешить некоторые сомнения.