全片內(nèi)LDO頻率特性的簡化電路分析方法
摘要:對于無片外大電容的低壓差線性穩(wěn)壓器來說,用建立小信號模型來分析系統(tǒng)傳輸函數(shù)從而推出零極點(diǎn)分布的方法過于復(fù)雜繁瑣,本文提出一種簡化電路分析方法,可以不用復(fù)雜的化簡和計算就可以得出LDO的零極點(diǎn)位置分布,并通過幾種LDO頻率補(bǔ)償方式為例介紹該方法的應(yīng)用,最后通過仿真驗(yàn)證了此方法的準(zhǔn)確性。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/141878.htm引言
對于全片內(nèi)LDO而言,由于沒有片外大電容,故很大程度上LDO的穩(wěn)定性成為全片內(nèi)LDO設(shè)計的難點(diǎn)。而頻率特性是衡量穩(wěn)定性的重要指標(biāo),只有清楚電路的零極點(diǎn)的位置分布,才可以對LDO的穩(wěn)定性進(jìn)行補(bǔ)償,最常見的方法就是通過建立小信號模型,利用KCL和KVL等定理對各個方程式進(jìn)行化簡,得出系統(tǒng)傳輸函數(shù),但這種方法需要的計算量比較大,隨著補(bǔ)償電容和級數(shù)的增加,計算會越來越繁瑣,不利于快速分析。本文的工作主要是提出一種通過利用簡化框圖的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在分析極點(diǎn)和零點(diǎn)時各采用不同假設(shè)從而得到不同的電流通路,可以快速分析出LDO系統(tǒng)零極點(diǎn)的分布情況,最后并通過仿真驗(yàn)證了該方法的可靠性。
傳統(tǒng)的小信號分析方法
如圖1所示,普通無片外電容LDO結(jié)構(gòu)一般由誤差放大器(EA),調(diào)整管MP以及電阻反饋網(wǎng)絡(luò)RF1、RF2組成,CL是一個容值很小的電容,對于片內(nèi)集成的LDO來說,一般只有1pF~50pF左右。以密勒補(bǔ)償為例,采用傳統(tǒng)的小信號分析方法,如圖2?! ?/p>
其中個gm1和ro1分別為誤差放大器的跨導(dǎo)和輸出電阻,gmp和rds分別為調(diào)整管的跨導(dǎo)和溝道電阻,Cgs和Cgd分別為調(diào)整管的柵源電容和柵漏電容,Cc為密勒補(bǔ)償電容。根據(jù)KVL和KCL定理可得如下關(guān)系:
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