分析如何提高低静态电流LDO的负载瞬变响应性能

低压差稳压器在便携电子系统中应用十分广泛，比如手机、笔记本电脑和PDA等。而移动设备的低功耗和高可靠性要求使得LDO设计任务十分艰巨。

　　当LDO输出供电的数字电路从一种运行模式切换到另一种运行模式时，LDO的负载需求会快速变化。负载的这种快速变化将使LDO的输出电压产生短暂的尖峰脉冲。大部分的数字电路都会对很大的电压变化产生不良反应。因此，改善LDO的负载瞬变性能十分重要。

　　传统的LDO结构包括一个误差放大器和一个传递器件，如图1所示。从这种结构可以很容易看出负载变化对LDO运行的影响。

　　图1：传统LDO的结构简图。

　　LDO的负载电流变化会改变LDO的输出电压电平，直到误差放大器感知负载电流的变化而驱动通路晶体管来补偿这种变化。然而，在输出电流变化与误差放大器作出反应之间往往有一定的延迟，在这个延迟时间内，LDO输出会出现电压尖峰。通过减少延迟时间可将输出电压的误差减至最小。引起延迟的因素有许多，其中一个主要原因是需要对传递器件的寄生电容进行充电。便携式设备中常用LDO的最大输出电流一般都不会超过几百毫安。这样就需要增加传递器件的面积，从而导致传递器件的寄生电容Cp1和Cp2也增加，甚至超过100pF。

　　因此，LDO的微小静态电流就成为了关键参数之一，但它会明显限制寄生电容的充电时间。

　　缩短寄生电容充电时间的最常用办法是将AB类放大器用作误差放大器。一般情况下，AB类放大器的电路都设有比较复杂的两个增益级，而LDO稳压器的功率晶体管则成为了第三个增益级。为了提高这个三级放大器的稳定性，通常可以采用不同的补偿方法，但这些方法都会减少带宽，并增加误差放大器的响应时间。

　　负载瞬变响应性能得到改善的LDO结构

　　LDO电路有许多不同的解决方案。本文所描述的电路基本想法是通过误差放大器来改良负载瞬变响应性能和降低静态电流。

　　图2：带有AB类误差放大器的LDO。

　　如前文中所述，传递器件具有较大的寄生电容，它会使一个具有微小静态电流的误差放大器在输出级产生一个低频极点。图2所示的结构需要进行一个非常复杂的修正，目的是通过减小误差放大器的带宽来获得更高的稳定性。为了避免采用过于复杂的结构，应采用缓冲器将误差放大器输出级的高输出阻抗与传递器件的高负载电容隔离开来，见图3。

　　图3：配有射极跟随器(用作缓冲器)的LDO 结构示意图。