芯耀
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LDO 工作原理
LDO 是 Low Dropout Regulator 的縮寫，意思是低壓差線性穩(wěn)壓器，下面是 LDO 的內(nèi)部框圖，大致的工作原理就是：參考電壓 Vref 和反饋電壓 FB（VOUT 通過兩個電阻分壓）分別接在誤差放大器的反向和正向端，然后輸出誤差量，再通過 MOS drive 調(diào)整輸出電壓大小，達(dá)到輸出穩(wěn)定。當(dāng)輸出電壓增大時，F(xiàn)B 增大，放大器輸出電壓增加，PMOS 管的 G 極電壓增大，Usg 減小，PMOS 的輸出電流和電壓較小，形成了一個負(fù)反饋系統(tǒng)。
LDO 典型框圖
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LDO 基本參數(shù)解釋
靜態(tài)功耗：英文 Quiescent Current，輸出電流為 0 時的輸入電流，即 VOUT 空載時輸入電流。好的 LDO 和差的 LDO 相比較，是在電源紋波抑制比 PSRR 差不多的時候，靜態(tài)耗流會更低。
關(guān)閉功耗：英文 Shut down Current，使能腳拉低，VOUT=0V 時，VIN 上消耗的電流即為關(guān)閉功耗，一般在 1uA 以內(nèi)，越小越好。
電源紋波抑制比：英文 PSRR，這個參數(shù)越大越好，代表抑制輸入紋波的能力越強(qiáng)，一般 SPEC 給出的是 1KHz 下的值，如：68dB@F=1KHz，LDO 的最大的優(yōu)點之一是它們能夠衰減開關(guān)模式電源產(chǎn)生的電壓紋波，所以一般在 100K 到 1MHz 之間的 PSRR 非常重要，這也是為什么我們經(jīng)?？匆?DC-DC 后面搭配一個 LDO 使用，敏感的模擬電源 AVDD 上，如 ADC，Camera 等，選擇高 PSRR 的 LDO。
輸出電流：設(shè)計時預(yù)留 50%的余量，實際運用過程中，輸出電流的大小和輸入輸出電壓都有關(guān)系。
輸出電壓：分為可調(diào)和固定，根據(jù)實際情況選擇在，一般最好選擇固定的。
輸出電壓精度：一般是 2%，還有 5%的。
耗散功率：使用時 LDO 的消耗的功耗不能超過這個值，否則 LDO 可能會損壞。
地電流：英文 Ground Current，指的是輸入電流和輸出電流的差值。指的是 LDO 正常工作狀態(tài)，在特定的負(fù)載下，LDO 自身消耗的電流。
LDO 的一些特性
輸出自放電
帶自放電功能的 LDO，能盡快泄放輸出電容上的能量，保證 LDO 盡快關(guān)閉，下次開啟是從 0 電壓。壞處是如果外部有電壓加到或者串到 VOUT 上，因為 VOUT 上的 Rdischg 電阻，會有一定的耗流產(chǎn)生，確定不會有串電到 VOUT 上用帶自放電的 LDO 比較好。
在 LDO 關(guān)閉時，下圖中標(biāo)注的 MOS 管會自動打開，VOUT 通過 Rdischg 對地放電，有的 LDO 框圖中沒有畫這個自放電電阻，但是也是帶自放電功能的，自放電電阻大小可以通過 RC 放電公式進(jìn)行計算。
帶自放電的 LDO
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軟啟動
帶軟啟動的 LDO 可以有效的控制電流，使輸出較平緩的上升。
實際測試 LDO 的上電瞬間，VOUT 起來是比較平緩的，并沒有電壓過沖。
實測 LDO 輸出
軟啟動的時間可以依據(jù)下圖測試，TSS 是輸入電壓上升到 0.5 倍到 VOUT 完全起來的時間間隔。
軟啟動時間定義 ? LDO 效率的計算公式為：LDO 效率
輸入電流等于輸出電流加上靜態(tài)功耗，根據(jù)以上公式，當(dāng) LDO 處在輕載時，IQ 就非常重要，IQ 越小，效率就越高。 指的是輸入電壓一定，輸出電壓隨負(fù)載電流變化而產(chǎn)生的變化量，當(dāng)負(fù)載電流變化緩慢時，一般 LDO 能保持 LDO 恒定不變。當(dāng)負(fù)載電流快速變化時，輸出電壓就會隨之改變。這個輸出電壓的改變量決定了負(fù)載瞬態(tài)性能，這個值越小越好。
在負(fù)載一定的時候，輸出電壓隨著輸入電壓改變而產(chǎn)生的變化量。這個值越小越好。
指保持電壓穩(wěn)定所需要的輸入電壓和輸出電壓之間的最小差值。當(dāng)輸入電壓為 VIN1，輸出為 VOUT1，緩慢降低 VIN1，當(dāng)輸出降低到 VOUT1 的 98%時，此時輸入電壓為 VIN2，那么 Vdrop=VIN2-VOUT1*98%，Vdrop 越小越好，意味著低功耗高效率。
動態(tài)負(fù)載調(diào)整（?VOUT）
線性瞬態(tài)響應(yīng)
壓差（Dropout Voltage）
LDO 參考設(shè)計
輸入輸出電容選擇
現(xiàn)在一般 LDO 輸入輸出各加一個 1UF 陶瓷電容即可，可選擇 X5R 或者 X7R，ESR 也會影響 LDO 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù) SPEC 來選擇合適 ESR 的電容。提高輸出電容的容值，可以提高 LDO 的瞬態(tài)響應(yīng)性能，缺點是會延長啟動時間。
Layout 參考
輸入輸出電容靠近 LDO 管腳放置，LDO 和電容要使用同一銅層鋪地，輸入輸出電容的地環(huán)路要短。
