決定低壓降穩壓器LDO壓降的因素介紹

一.壓降

LDO（低壓降穩壓器） 的典型特性便是壓降。因為它的名稱以及其縮寫由此而來。

從根本上來講，壓降它指的是正常的穩壓所需要的輸入和輸出之間的電壓差。但是，考慮到各種原因這個壓差會發生一些不可控的細微的變化。壓降對于實現高效運轉或者產生有限的電壓余量是非常重要的，下面我們對此進行詳細介紹。

壓降的介紹

壓降電壓Vdo的意思是為了實現正常的穩壓需求，我們輸入的電壓Vin必須比輸出的電壓Vout要高出一個最小壓差 Vdo。參見公式1：VIN ≥ VOUT(nom) + VDO (1)

如果輸入的電壓Vin比很低，我們的LDO，線性穩壓器將不會穩出所需輸出的電壓，這種情況時，Vout輸出電壓=輸入電壓Vin-Vdo.

我們以穩壓后輸出電壓為3.3V的降壓芯片TPS799等LDO為案例：當輸出Vout電流為200mA時，芯片TPS799的最大壓降為175mV。也就是說必須輸入電壓要大于3.375V或更高的電壓，它就不會影響降壓穩壓調節過程。

但是，當輸入電壓小于3.375V的時侯，LDO芯片TPS799將會處于壓降狀態而停止調節，如下圖所示。

如圖，雖然我們要求應該將輸出電壓Vout調節為3.3V，但是LDO芯片 TPS799 由于沒有余量電壓來保持穩壓。進而，輸出電壓便會跟隨輸入電壓來變化。

決定壓降的因素介紹

壓降主要是由低壓降穩壓器LDO架構的特性來決定，下面舉例分析。

如圖，為一個PMOS LDO降壓器，上圖為它的架構，從圖中可以看出如果要調節好輸出端電壓Vout,就必須用反饋回路來把PMOS的DS間的內阻Rds控制好。

當發現輸入電壓Vin越來越接近輸出電壓Vout時，誤差放大器便會調整PMOS的Vgs電壓，來使PMOS的導通內部更加小，進而保持穩壓。
當Vgs調整到一定程度也就是Vgs(th)達到飽和
狀態時，PMOS的內阻Rds將達到最小值，此時可以得到內阻Rds*輸出電流Iout=壓降電壓。

但是細心的你會發現還有一個辦法降低內阻Rds,那就是將輸出端Vou的值提高，可以得到Vgs進一步拉大，從而實現需求。

如圖，為一個NMOS LDO降壓器。原理基本和PMOS LDO是一樣的，反饋回路還是控制內阻Rds的大小，當輸入端Vin越接近輸出電壓Vout時，誤差放大器便會增加Vgs來降低內阻Rds，進而保持穩壓。