分析如何提高低靜態(tài)電流LDO的負(fù)載瞬變響應(yīng)性能
圖8所示為推薦LDO結(jié)構(gòu)的負(fù)載瞬變仿真結(jié)果。左圖為放大器并聯(lián)時LDO的輸出電壓,而右圖為單一放大器運行時的LDO輸出電壓。從圖中可以看出,放大器并聯(lián)運行時的輸出電壓變化幅度比用單一放大器小兩倍。
圖8:并聯(lián)放大器運行(左側(cè))和單放大器運行(右側(cè))時的仿真負(fù)載瞬變曲線。
試驗結(jié)果
推薦的LDO穩(wěn)壓器電路采用0.5微米的CMOS工藝制造,占用面積為0.28mm2。
表1列出了測量結(jié)果,其中最大電流消耗為20μA。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化能使電流消耗更低,但是芯片的面積會增大,從而對負(fù)載變化的反應(yīng)變慢,并對LDO穩(wěn)壓器的其他主要參數(shù)帶來不利影響。
表1:推薦LDO穩(wěn)壓器的主要參數(shù)。
圖9為測量所得的負(fù)載瞬變響應(yīng)曲線。其中負(fù)載在1μs內(nèi)從最大值變化到1mA或從1mA變化到最大值時, LDO穩(wěn)壓器所產(chǎn)生的輸出電壓尖峰等于60mV 。假如負(fù)載變化的速率較慢(10μs),那么LDO穩(wěn)壓器輸出的電壓變化可明顯減少至18mV。
圖9:測得的負(fù)載瞬變響應(yīng)曲線。
在10kHz頻率和LDO輸出負(fù)載為20mA時測得的電源抑制比(PSRR)為-75dB,而在10Hz到100kHz頻率范圍內(nèi)所測得的等效輸出噪聲等于10μVRMS。
本文小結(jié)
試驗結(jié)果表明,所推薦的LDO穩(wěn)壓器由于具有較優(yōu)的負(fù)載瞬變響應(yīng)性能,因此在低電流消耗的LDO穩(wěn)壓器中具有無可比擬的優(yōu)勢。
最常見的LDO穩(wěn)定性問題現(xiàn)在可以通過兩個誤差放大器的并行連接得以解決。推薦的LDO結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點:
1.LDO的直流和低頻參數(shù)可以由穩(wěn)定且容易設(shè)計的雙增益級A類放大器決定。
2.極具魯棒性、響應(yīng)快速的單增益級AB類放大器可完全應(yīng)對快速的負(fù)載瞬變,并且不存在任何穩(wěn)定性問題。
3.將兩個放大器并聯(lián)在一起有助于避免穩(wěn)定性問題。
4.對低靜態(tài)電流的LDO穩(wěn)壓器來說,放大器之間的電源電流能以最優(yōu)的比例進(jìn)行分配。
評論