一種快速響應(yīng)LDO環(huán)路設(shè)計(jì)
C3與M81的源極和緩沖級(jí)中的Q98的基極相連。對(duì)于大信號(hào),如果將共源連接的M81管看作是共漏連接(電壓緩沖),則M81的源極電壓隨Vfb信號(hào)變化;如果忽略Q1,Q95的射極電阻的影響,則C3與C4,C5可看作是電容分壓連接,故其中點(diǎn)(Q98基極)電壓,也將隨Vfb信號(hào)變化。對(duì)于快速變化的Vfb信號(hào),C3提供了一條由反饋信號(hào)到調(diào)整管柵極的快速傳播路徑,而且由于該路徑將壓差放大器旁路,該路徑對(duì)反饋信號(hào)無(wú)增益,避免了由于對(duì)調(diào)整管的過(guò)分的開關(guān)控制造成的輸出電壓在瞬態(tài)的上沖和下沖。
3.2 共模抑制比(CMRR)
在共模信號(hào)下,假設(shè)M81有動(dòng)態(tài)電流i1,則i1經(jīng)電流鏡映射到Y(jié)節(jié)點(diǎn)的電流為i2;而M82在共模信號(hào)下,有動(dòng)態(tài)電流i3到Y(jié)節(jié)點(diǎn),在忽略背柵效應(yīng)、溝道調(diào)制效應(yīng)等二級(jí)效應(yīng)和電路失配的情況下,i2與i3相等,即Y節(jié)點(diǎn)無(wú)凈動(dòng)態(tài)電流,故共模信號(hào)不引起輸出電壓的變化。
在實(shí)際電路中,由于各種非理想情況,如電流鏡的失配,差分管跨導(dǎo)的失配等,共模信號(hào)會(huì)引起輸出電壓的變化。為簡(jiǎn)化分析,這里將各種失配集總為電流鏡M105,M106跨導(dǎo)的失配△g,若M105的跨導(dǎo)為g,則M106的跨導(dǎo)為g+△g,并令輸出節(jié)點(diǎn)Y的阻抗為ro,M88,M89的輸出阻抗為r1,差分管跨導(dǎo)為g1,有:
在差模信號(hào)狀態(tài)下,令M81,M82的跨導(dǎo)g1,M106,M82的輸出電阻為ro106,ro82,則差分對(duì)的跨導(dǎo)為:
4 仿真及分析
圖4為快速響應(yīng)仿真,可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于Vout信號(hào)10 mV的上跳和20 mV的下跳,誤差放大器的輸出電壓有上百毫伏的跳變。因此對(duì)于輸出電路較小的變化,可以很快地傳輸?shù)秸`差放大器的輸出,從而調(diào)節(jié)傳輸管。
圖5為加電容C3前后(左圖為無(wú)C3,右圖為有C3),負(fù)載電流發(fā)生50 mA跳變時(shí),系統(tǒng)輸出電壓的變化。對(duì)照兩圖,可以看到,當(dāng)無(wú)C3時(shí),輸出電壓發(fā)生了振蕩,而加入C3后,輸出電壓?jiǎn)握{(diào)變化。圖6為誤差放大器的幅頻和相頻響應(yīng)曲線。
5 結(jié) 語(yǔ)
本文根據(jù)LDO穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種快速響應(yīng)通路,通過(guò)對(duì)高頻或快速變化的輸出電壓反饋,使誤差放大器輸出一個(gè)大的電壓響應(yīng)。該電路具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于不同的低壓差線性穩(wěn)壓器。
評(píng)論