LDO 的压差 dropout voltage 指器件输入/输出之间的压差。在线性稳压器 LDO 中,导通管是一个 PNP 管。LDO 的最大优势就是 PNP 管只会带来很小的导通压降:Vdrop = Vsat。 满载的跌落压降一般小于 500mV。轻载时的压降只有 10 到 20mV。 例如,LM1117 系列,其输入和输出的压差不会大于 1.25V。也有其它的 LDO,其压差更小,但都一定会存在压差,不论是用 BJT 或是 MOSFET。因为有内阻存在,而且输出电流越大其自身的功耗越大。
LDO 稳压器可以使用 P-FET 作为导通管。在 PNP LDO 中要驱动 PNP 功率管就需要基极电流。基极电流由地脚流出并反馈回输入电压的负端。因此,这些基极驱动电流并未用来驱动负载。它在 LDO 稳压器中消耗的功率由下式计算:
PWR(BaseDrive) = Vin × Ibase
驱动 PNP 管所需的基极电流等于负载电流除以β值(PNP 管的增益):
Ibase = Io / β
在一些 PNP LDO 中此 β 值一般为 15-20(与负载电流相关)。由此基极驱动电流产生的功耗可不是我们期望的(尤其是在电池供电应用中)。使用 P-FET 管可以解决这个问题,因为它的栅极驱动电流极低。
P-FET LDO 另一个优点是通过调整 FET 管的导通阻抗可以使稳压器的跌落电压更小。对于集成的稳压器而言,在单位面积上制造的 FET 的导通阻抗会比 PNP 三极管的导通阻抗低。这就可以在更小封装下产生更大的电流,广泛用于许多电池供电的系统中。
那么, P-FET LDO 的缺点在哪里?P-FET 自身的栅极电容相对较大,基于电源稳定性考虑,这就要求该类 LDO 的外接输出电容必须是特定的容值和特定的 ESR,否则,输出电压的稳定性必将受到影响。
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