【導(dǎo)讀】有兩種瞬態(tài)響應(yīng)。首先,負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)是當(dāng)?shù)蛪航捣€(wěn)壓器(LDO)提供的負(fù)載電流發(fā)生變化時,在LDO輸出端出現(xiàn)過沖或下沖。第二,線路瞬態(tài)響應(yīng)是當(dāng)連接的電壓在LDO輸入端發(fā)生變化時,在LDO輸出端發(fā)生過沖或下沖,具有不同的波形。
圖1.LDO輸出端發(fā)生下沖時的內(nèi)部構(gòu)造
讓我們看看當(dāng)LDO的輸出出現(xiàn)下沖現(xiàn)象時,其內(nèi)部會發(fā)生什么。圖1顯示了LDO的內(nèi)部結(jié)構(gòu),輸出電壓為1V時,瞬態(tài)響應(yīng)下沖電壓為0.02V,導(dǎo)致輸出電壓下降到0.98V。當(dāng)參考電壓穩(wěn)定到1V時,那么誤差放大器的輸入端之間有0.02V的電壓差。放大器將該電壓放大,所以誤差放大器的輸出電壓VAMP下降,這意味著PMOS傳遞元件的VGS增加,PMOS傳遞元件開始導(dǎo)通更多的通道,給輸出電容充電。所以,LDO的輸出電壓開始回升到1V。
圖2.LDO輸出端發(fā)生過沖時的內(nèi)部構(gòu)造
LDO輸出端過沖的情況(圖2)與下沖的情況相反。過沖電壓為0.02V,那么輸出電壓是1.02V,誤差放大器的輸入端之間有一個-0.02V的電壓差。誤差放大器再次放大這個電壓,誤差放大器的輸出電壓VAMP增加,而PMOS傳遞元件的電壓VGS減少,這意味著PMOS傳遞元件開始關(guān)閉其通道。但正因為如此,一個傳遞元件可以給輸出電容充電,以防輸出電容放電時,過沖輸出電壓恢復(fù)到1V。
圖3.在下沖和過沖期間LDO內(nèi)部的活動
您可以在圖3中看到下沖和過沖期間LDO內(nèi)部的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和該狀態(tài)下的動作:下沖期間更多的傳遞元件被打開,而過沖期間關(guān)閉。這種反饋動作對于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和線性瞬態(tài)響應(yīng)是相同的,它取決于導(dǎo)致下沖或過沖的原因。過沖的幅度和穩(wěn)定時間取決于內(nèi)部反饋對瞬態(tài)事件的反應(yīng)速度--輸入電壓或負(fù)載電流的任何變化。
圖4.NCP110的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
圖4展示了NCP110的實測負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng):在負(fù)載變化到較高的電流水平時,輸出電壓下降。一段時間后,內(nèi)部反饋對過沖作出反應(yīng),導(dǎo)通PMOS傳遞元件。當(dāng)負(fù)載變化到一個非常低的電流水平時,例如1毫安,內(nèi)部反饋反應(yīng)是關(guān)閉PMOS傳遞元件:導(dǎo)致過沖,輸出電容放電。
圖5.NCP110線性瞬態(tài)響應(yīng)
圖5展示了線性瞬態(tài)響應(yīng)。但下沖和過沖具有相同的波形,這是由于實際上負(fù)載電流沒有變化造成的。因此,輸出電容沒有擴(kuò)展放電。就像負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)一樣,PMOS傳遞元件也會相應(yīng)地以導(dǎo)通和關(guān)閉做出響應(yīng)。
您可以將類似的原則應(yīng)用于含NMOS傳遞元件的LDO。含PMOS傳遞元件的LDO有一個針對輸入電壓VIN的柵源電壓VGS,而含NMOS傳遞元件的LDO有一個針對輸出電壓VOUT的柵源電壓VGS。因此,當(dāng)需要導(dǎo)通更多的NMOS傳遞元件時,誤差放大器的輸出電壓VAMP增加。當(dāng)需要關(guān)閉NMOS傳遞元件時,誤差放大器的輸出電壓VAMP下降;這與含PMOS傳遞元件的LDO恰好相反。
來源:onsemi
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