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  • PMOS LDO原理,特性圖文解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2023-03-11 15:28:25
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    PMOS LDO原理,特性圖文解析
    NMOS 由于它的源極和門(mén)級(jí)之間的導(dǎo)通門(mén)限,使簡(jiǎn)單構(gòu)成的 NMOS LDO 它輸入和輸出之間的壓差不可能很小,必須大于這個(gè)導(dǎo)通門(mén)限,如果我們引入一個(gè)單個(gè)的偏置電壓對(duì)某些應(yīng)用又是一個(gè)負(fù)擔(dān)。因此我們可以引用另外一種方式,也就是 PMOS 構(gòu)成的 LDO來(lái)克服這些麻煩。
    由于 PMOS 它的輸入端是接在它的源極上(如下圖),而門(mén)級(jí)是需要低于源極才能是它導(dǎo)通,所以這個(gè)就是 PMOS 的 LDO 在驅(qū)動(dòng)上天生的要比 NMOS 的 LDO 簡(jiǎn)單。
    PMOS LDO
    PMOS LDO 穩(wěn)壓器中的功率損失的簡(jiǎn)單模型
    PMOS LDO
    由上圖可以看到它的損耗和 NMOS 的 LDO 是非常類(lèi)似的,由于在主功率部分采用的是 P型 MOS 管,也是用電壓來(lái)控制的,因此隨著負(fù)載電流的變化誤差放大器的靜態(tài)電流幾乎也是不變的。
    驅(qū)動(dòng) PMOS LDO 傳輸元件
    在下圖我們可是看到有左上角有兩條公式,它們表示在 PMOS 的 LDO 里面,是什么限制了最低輸入與輸出的壓差,由于在 PMOS 里面我們必須要門(mén)級(jí)電壓低于源極電壓才能讓 PMOS導(dǎo)通,
    而且這個(gè)壓差必須要大于 PMOS 的導(dǎo)通門(mén)限才能讓 PMOS 完成導(dǎo)通,因此輸出電壓必須要高于這個(gè)導(dǎo)通門(mén)限才能保證在整個(gè)的工作范圍里面,誤差放大器才能夠把 POMS 的門(mén)級(jí)拉到合適的電壓范圍,使工作在合適的狀態(tài)下。
    因此在 PMOS 里面限制輸出電壓時(shí) PMOS 本身源極和漏極之間的導(dǎo)通門(mén)限。
    柵極驅(qū)動(dòng)電壓與低負(fù)載電流的關(guān)系
    PMOS LDO
    右邊還是兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明它的輸出電壓和驅(qū)動(dòng)門(mén)限之間的關(guān)系,從這兩個(gè)列子中的數(shù)值中我們也可以看到驅(qū)動(dòng)門(mén)限是不會(huì)隨負(fù)載電流電流的變化而改變的。
    PMOS LDO 具有下列特性:
    要求輸入高于輸出電壓( 基于負(fù)載電流和傳輸元件的導(dǎo)通電阻):
    VIN>RDS(ON)×IOUT
    要求輸出電壓高于傳輸元件的 VGS 需求;
    要求謹(jǐn)慎地選擇輸出電容數(shù)值和 ESR 額定值;
    為了實(shí)現(xiàn)相似的 RDS( on) 性能, PMOS 晶體管所需的晶片面積將大于 NMOS 晶體管;
    較大的晶片面積將影響定價(jià),并有可能對(duì)性能產(chǎn)生影響。
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