LDO應對模擬與數字負載的不同策略

電子發燒友網報道（文/李寧遠）LDO是使用很廣泛的基礎模擬類電源，輸出噪聲小、電路簡單，用于調節和控制從較高輸入電壓電源中輸出的較低電壓，在很多電路中都可以找到它的身影。

LDO穩壓器為很多應用提供了一種簡單而又經濟的方法來實現將較高的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓。雖然很多時候這種器件都被認為是很簡單的一類器件，但其實它的技術特性也相當值得研究。

低噪LDO為敏感模擬電路賦能

LDO低壓差線性穩壓器的使用非常簡單，需要外接的元件不多，只需在外圍配幾顆旁路電容就能構建出低噪聲電源為敏感電路供電。模擬電路很多比較敏感，為了保證電源的純凈，LDO的應用非常關鍵。

這類應用，和LDO的PSRR、總輸出噪聲指標息息相關。PSRR，紋波抑制比，代表了LDO在某個頻率下從輸入到輸出的衰減程度，PSRR和輸入電壓紋波以及輸出電壓紋波相關，衰減越高，PSRR值越高。

在一些寬帶寬應用下，具有高PSRR的LDO能夠濾除上游DCDC轉換器產生的開關噪聲。低噪聲的輸出能盡可能降低低頻噪聲，從而維持敏感模擬電路的信號完整性，意義重大。較低的輸出電流會降低壓差，從而有助于提高PSRR。

更改輸出電容器也會對PSRR產生影響，通過調整輸入電壓和輸出電壓之間的壓差和輸出電容，可以提高特定應用的PSRR。更改輸出電容在低頻時幾乎不會影響PSRR，但在高頻時對PSRR影響很大。而更改降噪電容在高頻時不會影響PSRR，但在低頻時會影響很大。

PSRR，標注的LDO抑制來自輸入的外部噪聲能力，在LDO里，噪聲還可能來自內部。內部噪聲可能來自電路的帶隙基準源、放大器以及晶體管。

為了抑制內部噪聲，可以選擇降低誤差放大器的帶寬，這樣可以有效地降低帶隙基準源的高頻噪聲，但是會一定程度上降低LDO的動態性能，需要看應用來權衡?；蛘呒拥屯V波，加前饋電容，也是一種辦法。

在敏感的模擬電路中，往往都會需要稍微犧牲效率來保證電源的純凈。不過LDO也能把效率做高，壓差足夠小的情況下，LDO效率其實并不低。

LDO降低功耗匹配數字負載

用于模擬和射頻負載的LDO更看重低噪聲和高電源抑制能力，而LDO用于數字負載則更看重功耗，對噪聲的要求稍微不那么嚴格。低功耗的同時為了響應軟件導致的負載變化而發生的時鐘頻率變化，LDO相應的負載調整能力要求也更嚴格。


降低器件的靜態電流是現在各種電源芯片都重點關注的降功耗的環節，但降低靜態電流的前提是，不會降低整體設備的系統性能，LDO同時能提供低的待機功耗和出色的負載瞬態響應，從能讓終端設備就能在維持主要性能的同時最大限度延長電池運行時間。

LDO總的耗散功率等于輸入電壓減去輸出電壓再乘以輸出電流，再加上輸入電壓乘以靜態電流。設備正常使用時，靜態電流上的功率耗散不多，但其實靜態電流在功率耗散上的占比比想象中的多很多，因為電子設備大多數時候處于待機狀態。

降低靜態電流時也需要考慮瞬態響應性能，更低靜態電流的LDO響應時間肯定會受到影響，來自負載和電壓瞬變的干擾會大一些。所以降低靜態電流的同時內部設計保證瞬態負載響應能力也很重要。

輸出電容會影響到對負載電流變化的響應，這也是為何有些直流偏置特性不佳的電容不適合與LDO一起使用。

小結

LDO雖然簡單，但它的特性鮮明，應用范圍廣。在半導體技術不斷推陳出新的今天，LDO和其他半導體器件一樣也在不斷演進，用更多特性和更好性能不斷為電路設計賦能。