[問題] LDO中pass transistor的工作區

看板Electronics作者 (菲莉)時間9年前 (2016/09/10 00:17), 9年前編輯推噓2(207)
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大家好,小弟類比電路還不太行, 最近在讀LDO,遇到一點疑問讀不太通,想請各位指點。 LDO中,pass transistor(p-type)的工作點可能會落在 saturation region,linear region(triode region),sub-threshold region三者之中。 Vdrop=Vin-Vout(min)=ILoad(max)*Ron,其中Vdrop≦VDS 當pass transistor的DS跨壓小於Vdrop, Vout就無法維持在Vref所設定的值。 而因為在linear region中的VDS(Vin-Vout)會比在saturation region中的要小, 所以Vdrop的值應該會出現在linear region或sub-threshold中。 上面是我對Vdrop的理解。 不過在看的論文以及一些文章都有提到以下的式子 http://i.imgur.com/6nQTXzk.jpg
也就是Vdrop是跟pass transistor的ILoad的最大值有關。 但是由於電晶體的電流在saturation region中比在linear region中要來得大, 所以ILoad(max)會是在saturation region中。 所以想問的是當Vdrop出現時, pass transistor此時會是在linear or saturation region呢? 抱歉這個問題好像有點奇怪,不過腦袋很差的我在這個點疑惑了好幾天QQ 謝謝大家 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.73.112.48 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Electronics/M.1473437877.A.C2D.html

09/10 01:38, , 1F
你給的參考資料是用saturation 事實上設計是都可能 只是要
09/10 01:38, 1F

09/10 01:38, , 2F
正確的評估回路在兩種狀態的補償跟響應
09/10 01:38, 2F
感謝指點迷津! 想到有些LDO的Vdrop是0.5V,有些可以到0.15V, 在工作點上的差別,前者應該是在飽和區,後者就不是。 看整個LDO的設計,早期paper都做在飽和區,比較新的可能就能夠做在線性區, 要pass transistor能工作在線性區,也要看回授網路回去的值, EA能不能正確工作(輸入共模範圍/暫態響應等等)。 所以才會有乍看不同的定義。 謝謝開釋QQ ※ 編輯: Ferri (218.161.35.225), 09/10/2016 09:19:26

09/10 15:16, , 3F
我個人是覺得 操作在 Linear/Sat/Sub-th 都有可以
09/10 15:16, 3F

09/10 15:17, , 4F
LDO 有時候抽1mA 有時候抽 500mA 輕重載的時候
09/10 15:17, 4F

09/10 15:18, , 5F
那顆PMOS的操作區間 三種都可能 確認都可以穩定就好惹
09/10 15:18, 5F

09/10 15:19, , 6F
Vdrop out 我的習慣是測EA 已經拉不住了(driving不夠)
09/10 15:19, 6F

09/10 15:20, , 7F
的時候的 VDS大小約多少 這樣
09/10 15:20, 7F
謝謝您的回應! 也就是說其實操作在哪區不重要, 重要的是掛輕重載後輸出電壓的overshoot在能控制的範圍內, 加上迴路補償後的穩定度足夠(Capless LDO)的情況下, 最低限度的pass transistor的Vds即為Vdrop這樣吧!

09/12 23:48, , 8F
想問 Iload(max)應該會是在linear region?因為在sat下
09/12 23:48, 8F

09/12 23:49, , 9F
電流幾乎固定@@ 我這樣想有哪邊錯的嗎
09/12 23:49, 9F
我當初卡住的點跟你想的類似,就是電晶體的飽和區電流大小>線性區電流大小, 但Vdrop的定義是LDO正常操作下的最小Vds,此時pass transistor上電流為ILoad(max) (最小Vds配上最大電流? 由電晶體DC的ID_VDS做圖來看,好像怪怪的) 另外當初在算loop情況的前提是電晶體操作在CS為反相放大, 如果變成操作在線性區的話,穩定度/暫態響應會不會出現問題呢? (穩定度應該是不會,少了反相的180度,電路更不容易達震盪條件) 然後在一篇Edgar大大的LDO文件中附了下圖 http://i.imgur.com/YXtPaxj.jpg
當Vin增加時(source端)Vout會減少(drain端) 覺得想不透 後來覺得是我沒有仔細去想EA的輸出端, 也就是transistor的gate電壓,是會隨著回授控制一直變動的。 所以回到原先的點,那pass transistor在Vdrop出現時,是在什麼區呢? 我認為是在線性區或是弱反轉區。 那我原先的疑問是,線性區電流為何會對應到ILoad(max)? 自己想的可能的原因是 這是穩態的資料,也就是電路在經過暫態的波動後 (電路會暫態時會操作在飽和區, 此時pass transistor上的電流會大於那個ILoad(max)) 而在電路平衡後,此時才會出現我們所要定義的Vdrop/ILoad(max) 不過我剛剛上廁所時又想到,那如果我是一個白木, 在輸出端用電流鏡餵一個超過ILoad(max)的值,此時電路會? 變成因為loop gain太高而振盪嗎? 不行惹想睡覺了Orz ※ 編輯: Ferri (42.73.126.176), 09/14/2016 01:42:51
文章代碼(AID): #1Nqk2rmj (Electronics)
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