PMOS LDO線性穩壓器內部結構圖

LDO是Low Dropout Regulator的縮寫，意思是低壓差線性穩壓器，LDO線性穩壓器的內部框圖，大致的工作原理就是：參考電壓Vref和反饋電壓FB（VOUT通過兩個電阻分壓）分別接在誤差放大器的反向和正向端，然后輸出誤差量，再通過MOS drive調整輸出電壓大小，達到輸出穩定。

當輸出電壓增大時，FB增大，放大器輸出電壓增加，PMOS管的G極電壓增大，Usg減小，PMOS的輸出電流和電壓較小，形成了一個負反饋系統。

內部結構

以PMOS LDO為例：

PMOS LDO線性穩壓器的內部結構主要包括四個關鍵部件：分壓取樣電路、基準電壓源、誤差放大電路和晶體管調整電路。以下是關于這些部件的詳細解釋：

分壓取樣電路：此電路通常由兩個串聯的分壓電阻構成，用于對輸出電壓進行采集。通過這兩個電阻，輸出電壓的一部分被采樣，然后輸入到誤差放大電路。

基準電壓源：這是一個穩定的電壓源，它提供了一個期望的輸出電壓值作為參考。這個基準電壓與分壓取樣電路采集的電壓進行比較，以判斷輸出電壓是否偏離了目標值。

誤差放大電路：此電路接收分壓取樣電路的輸出和基準電壓作為輸入，比較兩者之間的差異，并將差異放大。如果輸出電壓偏離了基準電壓，誤差放大電路會產生一個放大的誤差信號。

晶體管調整電路：此電路接收誤差放大電路的輸出信號，并根據該信號調整晶體管的導通電壓，從而控制輸出電壓。在PMOS LDO中，這個晶體管通常是PMOS管。誤差信號會改變PMOS管的柵-源極電壓（VGS），進而調整其輸出電流，使得輸出電壓回到目標值。

當輸出電壓由于負載變化或其他原因下降時，分壓取樣電路采集的電壓也會下降。這導致誤差放大電路產生一個信號，減小PMOS管的柵極電壓，增加其溝道寬度，從而增加輸出電流，使輸出電壓上升。反之，當輸出電壓上升時，調整過程會反向進行，使輸出電壓下降。這種負反饋機制保證了輸出電壓的穩定。

PMOS LDO和NMOS LDO有什么區別

PMOS LDO和NMOS LDO的主要區別體現在它們的工作機制和特性上。

首先，從結構上看，PMOS和NMOS都是由半導體構成的，但它們的氧化膜上覆蓋的材料有所不同。PMOS通常覆蓋著絕緣材料如氮化硅或氧化鋁，而NMOS則覆蓋著金屬，如鎢或銅。

其次，在特性方面，PMOS的阻斷電壓高，通常用于高電壓、小電流的場合，如場效應晶體管和電源控制器等。而NMOS的導通電阻小，適用于低電壓、大電流的場合，如電源開關和放大器等。

在LDO應用中，PMOS LDO和NMOS LDO的工作原理相似，都是基于誤差放大器和MOS管來調整輸出電壓。然而，隨著輸入電壓逐漸接近期望的輸出電壓，兩者的調整方式有所不同。在PMOS LDO中，誤差放大器將驅動柵-源極電壓VGS負向增大，以減小RDS（源漏電阻），從而保持穩壓。而在NMOS LDO中，隨著VIN接近VOUT（nom），誤差放大器將增大VGS以降低RDS。

最后，從應用領域來看，PMOS因其高阻斷電壓的特性，主要用于高頻電路、射頻電路、傳感器等領域。而NMOS則廣泛應用于數字電路、開關電源、計算機內存、場效應晶體管等領域。

審核編輯：黃飛