LDO重要參數(shù)介紹！你學廢了嗎？

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原文來自原創(chuàng)書籍：《硬件設計指南 從器件認知到手機基帶設計》

1. Dropout voltage

上文介紹了LDO是工作在恒流區(qū)（飽和區(qū)）的，DS之間有一定的壓差，dropout voltage主要指的就是這個壓差，所以LDO若想穩(wěn)定工作在飽和區(qū)，輸入輸出之間必須滿足這個壓差，應用中可以考慮把datasheet中的數(shù)據(jù)預留25%的余量。比如圖2-24 某LDO在Iout=150mA時，LDO不同的輸出Vout對應的VDO也不同，Vout越大，需要的VDO就越小，這可以從圖2-16 找到解釋，當輸入電壓Vi(對應MOS的VD)和輸出電流不變時，Vout越大那么也就是MOS的VDS越小(VDS=VDO=Vi-VO)，則VDO也就越小。

圖2-24 LDO手冊數(shù)據(jù)截取

圖2-25 是某LDO的dropout voltage與負載電流的關系曲線，可以看到如果負載電流越大，那么LDO的dropout voltage也應該越大，這也可以從圖2-16 找到解釋，如果負載電流越大，那么MOS的工作區(qū)間就越靠近恒流區(qū)的上部分也就越靠近可變電阻區(qū)，為了遠離MOS的可變電阻區(qū)使得MOS工作在飽和區(qū)，MOS的VDS應該往增加的趨勢轉移。

圖2-25 LDO壓差與輸出電流關系曲線

原文來自原創(chuàng)書籍：《硬件設計指南 從器件認知到手機基帶設計》

2. 效率

此處不做過多討論，LDO自身消耗的功率約等于輸入與輸出的電壓差*負載電流(VDO*Io)，效率等于輸出功率除以輸入功率。LDO的輸入電流約等于輸出負載電流，因此效率就等于輸出電壓除以輸入電壓，見公式(2-31)。相同負載電流下，壓差VDO越大，LDO功耗越高，發(fā)熱就越大，效率就越低，壓差不要設置的太高，有利于提高效率，在手機或者其他便攜式設備中尤其會關注LDO的效率，市場上的一些學習開發(fā)板只注重基本功能而忽略性能，有的開發(fā)板LDO就會發(fā)熱，甚至是燙手，這就是不合理的電源架構設計。

3. PSRR

PSRR(power supply rejection ratio)電源電壓抑制比是LDO重要參數(shù)之一,是LDO對輸入電源紋波的抑制能力，LDO巨大優(yōu)點之一便是紋波小，即PSRR好。PSRR計算過程見公式(2-32)，VINAC是輸入電壓的變化量，VOUTAC是輸出電壓的變化量，電源對噪聲有抑制作用，注意：有的手冊PSRR為負數(shù)而有的手冊是正數(shù)，我們關注的是PSRR的絕對值，它的絕對值越大表示對輸入紋波的抑制程度越高。圖2-26 是Onsemi某LDO PSRR曲線（縱坐標取了絕對值方便閱讀），該曲線有個轉折點，左邊是LDO自身環(huán)路起主導作用，右邊為輸出電容和PCB起主導作用，PSRR性能好的LDO左邊的曲線會更高、紋波抑制能力更好，加大輸出電容，右邊的曲線會升高。

圖2-26 LDO PSRR曲線

4. 輸入電壓瞬態(tài)響應

輸入電壓瞬態(tài)響應也叫線網(wǎng)調整率（Line Transient Response），指的是在特定負載電流條件下，當輸入電壓階躍變化時，引起的輸出電壓的變化量。從定義可以看出，輸入電壓瞬態(tài)響應越小越好，因為這樣才能在輸入電壓變化時，對輸出的影響越小，LDO性能越好，圖2-27 左圖是某LDO的輸入電壓瞬態(tài)響應曲線，當?shù)谝恍械妮斎腚妷和蝗辉黾訒r，會引起第二行中輸出電壓微小上沖，反之亦然，由于這個變化很小只有20mV，與LDO輸出的幾伏電壓相比非常小，因此左圖中第二行是交流測量，減掉了LDO輸出的直流量，只看輸出電壓的變化量，因此第二行的電壓是在0V基礎上波動。

圖2-27 輸入電壓瞬態(tài)響應與負載瞬態(tài)響應

5. 負載瞬態(tài)響應

負載瞬態(tài)響應（Load transient response ）指的是，在特定的輸入電壓條件下，當負載電流突然變化時，引起的輸出電壓的變化。從定義可以看出，負載瞬態(tài)響應也是越小越好，當負載電流突然變化時，引起的輸出變化越小，LDO性能就越好，從圖2-27 右圖中可以看到，當?shù)诙械妮敵鲭娏魍蝗辉黾訒r（負載電阻突然減小），會引起第一行的輸出電壓下沖，反之亦然，輸出電壓波形也是看交流量。

一個設計優(yōu)秀的LDO一定要具有良好的穩(wěn)定性，以前接觸過某LDO設計初期，內(nèi)部設計不合理導致過LDO負載瞬態(tài)響應異常，有點類似圖2-49 的波形，上面波形是輸出電流，下面曲線是輸出電壓，當負載電流短時間內(nèi)拉高時，輸出劇烈抖動，并沒有穩(wěn)定在最開始的輸出。

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