全片內LDO頻率特性的簡(jiǎn)化電路分析方法

　　摘要：對于無(wú)片外大電容的低壓差線(xiàn)性穩壓器來(lái)說(shuō)，用建立小信號模型來(lái)分析系統傳輸函數從而推出零極點(diǎn)分布的方法過(guò)于復雜繁瑣，本文提出一種簡(jiǎn)化電路分析方法，可以不用復雜的化簡(jiǎn)和計算就可以得出LDO的零極點(diǎn)位置分布，并通過(guò)幾種LDO頻率補償方式為例介紹該方法的應用，最后通過(guò)仿真驗證了此方法的準確性。

　　引言

　　對于全片內LDO而言，由于沒(méi)有片外大電容，故很大程度上LDO的穩定性成為全片內LDO設計的難點(diǎn)。而頻率特性是衡量穩定性的重要指標，只有清楚電路的零極點(diǎn)的位置分布，才可以對LDO的穩定性進(jìn)行補償，最常見(jiàn)的方法就是通過(guò)建立小信號模型，利用KCL和KVL等定理對各個(gè)方程式進(jìn)行化簡(jiǎn)，得出系統傳輸函數，但這種方法需要的計算量比較大，隨著(zhù)補償電容和級數的增加，計算會(huì )越來(lái)越繁瑣，不利于快速分析。本文的工作主要是提出一種通過(guò)利用簡(jiǎn)化框圖的結構，該結構在分析極點(diǎn)和零點(diǎn)時(shí)各采用不同假設從而得到不同的電流通路，可以快速分析出LDO系統零極點(diǎn)的分布情況，最后并通過(guò)仿真驗證了該方法的可靠性。

　　傳統的小信號分析方法

　　如圖1所示，普通無(wú)片外電容LDO結構一般由誤差放大器(EA)，調整管MP以及電阻反饋網(wǎng)絡(luò )RF1、RF2組成，CL是一個(gè)容值很小的電容，對于片內集成的LDO來(lái)說(shuō)，一般只有1pF~50pF左右。以密勒補償為例，采用傳統的小信號分析方法，如圖2?！　?/p>

 

　　其中個(gè)g_m1和r_o1分別為誤差放大器的跨導和輸出電阻，g_mp和r_ds分別為調整管的跨導和溝道電阻，C_gs和C_gd分別為調整管的柵源電容和柵漏電容，C_c為密勒補償電容。根據KVL和KCL定理可得如下關(guān)系：