一種低電壓低靜態(tài)電流LDO的電路設(shè)計(jì)(一)
因此通過晶體管Q3的基射級(jí)電壓和R2電壓疊加即可得到輸出電壓值:
調(diào)整電阻比值,使VT 系數(shù)
值為17.2,即可得到溫度系數(shù)為零的帶隙基準(zhǔn)電壓。
1.2 LDO頻率分析
精簡結(jié)構(gòu)LDO中包含三個(gè)低頻極點(diǎn),分別處在增益級(jí)的輸出,緩沖級(jí)的輸出和LDO的輸出節(jié)點(diǎn),分別如下:
式中:ro1 和C1 分別是增益級(jí)輸出電阻和負(fù)載電容;ro2是緩沖級(jí)輸出電阻;Cpar 是功率管寄身電容;rop 是LDO輸出級(jí)的等效電阻;CL 為輸出負(fù)載補(bǔ)償電容。為了保證LDO有個(gè)良好的輸出暫態(tài)特性,CL 取值一般很大,因此極點(diǎn)p3 為LDO環(huán)路的主極點(diǎn)。晶體管Q3集電極電流偏置為PTAT電流,因此增益級(jí)的輸出阻抗隨輸出負(fù)載電流和輸入電壓變化不大,同時(shí)增益級(jí)的負(fù)載電容主要由緩沖級(jí)輸入電容決定,所以極點(diǎn)p1 位置相對(duì)穩(wěn)定,故可以采用一個(gè)左半平面的零點(diǎn)補(bǔ)償。類似如傳統(tǒng)LDO,本文采用一個(gè)電阻resr 與輸出補(bǔ)償電容串聯(lián)方式,獲得一個(gè)左半平面零點(diǎn):
基于上述分析,精簡結(jié)構(gòu)LDO的開環(huán)傳輸函數(shù)為:
式中
.其中:gmQ2 ,gmQ3 和gmp 分別代表晶體管Q2,Q3和功率管的跨導(dǎo);Rπ 3 是晶體管Q3的輸入電阻。當(dāng)p1 和z1 匹配比較精確,LDO環(huán)路只有兩個(gè)低頻極點(diǎn)p2 和p3 .因此,為了獲得60°的相位裕度,必須:
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