分析如何提高低靜態(tài)電流LDO的負載瞬變響應性能

低壓差穩(wěn)壓器在便攜電子系統(tǒng)中應用十分廣泛，比如手機、筆記本電腦和PDA等。而移動設(shè)備的低功耗和高可靠性要求使得LDO設(shè)計任務十分艱巨。

　　當LDO輸出供電的數(shù)字電路從一種運行模式切換到另一種運行模式時， LDO的負載需求會快速變化。負載的這種快速變化將使LDO的輸出電壓產(chǎn)生短暫的尖峰脈沖。大部分的數(shù)字電路都會對很大的電壓變化產(chǎn)生不良反應。因此，改善LDO的負載瞬變性能十分重要。

　　傳統(tǒng)的LDO結(jié)構(gòu)包括一個誤差放大器和一個傳遞器件，如圖1所示。從這種結(jié)構(gòu)可以很容易看出負載變化對LDO運行的影響。

　　圖1：傳統(tǒng)LDO的結(jié)構(gòu)簡圖。

　　LDO的負載電流變化會改變LDO的輸出電壓電平，直到誤差放大器感知負載電流的變化而驅(qū)動通路晶體管來補償這種變化。然而，在輸出電流變化與誤差放大器作出反應之間往往有一定的延遲，在這個延遲時間內(nèi)，LDO輸出會出現(xiàn)電壓尖峰。通過減少延遲時間可將輸出電壓的誤差減至最小。引起延遲的因素有許多，其中一個主要原因是需要對傳遞器件的寄生電容進行充電。便攜式設(shè)備中常用LDO的最大輸出電流一般都不會超過幾百毫安。這樣就需要增加傳遞器件的面積，從而導致傳遞器件的寄生電容Cp1和Cp2也增加，甚至超過100pF。

　　因此，LDO的微小靜態(tài)電流就成為了關(guān)鍵參數(shù)之一，但它會明顯限制寄生電容的充電時間。

　　縮短寄生電容充電時間的最常用辦法是將AB類放大器用作誤差放大器。一般情況下，AB類放大器的電路都設(shè)有比較復雜的兩個增益級，而LDO穩(wěn)壓器的功率晶體管則成為了第三個增益級。為了提高這個三級放大器的穩(wěn)定性，通?？梢圆捎貌煌难a償方法，但這些方法都會減少帶寬，并增加誤差放大器的響應時間。

　　負載瞬變響應性能得到改善的LDO結(jié)構(gòu)

　　LDO電路有許多不同的解決方案。本文所描述的電路基本想法是通過誤差放大器來改良負載瞬變響應性能和降低靜態(tài)電流。

　　圖2：帶有AB類誤差放大器的LDO。

　　如前文中所述，傳遞器件具有較大的寄生電容，它會使一個具有微小靜態(tài)電流的誤差放大器在輸出級產(chǎn)生一個低頻極點。圖2所示的結(jié)構(gòu)需要進行一個非常復雜的修正，目的是通過減小誤差放大器的帶寬來獲得更高的穩(wěn)定性。為了避免采用過于復雜的結(jié)構(gòu)，應采用緩沖器將誤差放大器輸出級的高輸出阻抗與傳遞器件的高負載電容隔離開來，見圖3。

　　圖3：配有射極跟隨器(用作緩沖器)的LDO 結(jié)構(gòu)示意圖。