PMOS LDO原理、特性图文分析-KIA MOS管
NMOS 由于它的源极和门级之间的导通门限,使简单构成的 NMOS LDO 它输入和输出之间的压差不可能很小,必须大于这个导通门限,如果我们引入一个单个的偏置电压对某些应用又是一个负担。因此我们可以引用另外一种方式,也就是 PMOS 构成的 LDO来克服这些麻烦。
由于 PMOS 它的输入端是接在它的源极上(如下图),而门级是需要低于源极才能是它导通,所以这个就是 PMOS 的 LDO 在驱动上天生的要比 NMOS 的 LDO 简单。
PMOS LDO 稳压器中的功率损失的简单模型
由上图可以看到它的损耗和 NMOS 的 LDO 是非常类似的,由于在主功率部分采用的是 P型 MOS 管,也是用电压来控制的,因此随着负载电流的变化误差放大器的静态电流几乎也是不变的。
驱动 PMOS LDO 传输元件
在下图我们可是看到有左上角有两条公式,它们表示在 PMOS 的 LDO 里面,是什么限制了最低输入与输出的压差,由于在 PMOS 里面我们必须要门级电压低于源极电压才能让 PMOS导通,
而且这个压差必须要大于 PMOS 的导通门限才能让 PMOS 完成导通,因此输出电压必须要高于这个导通门限才能保证在整个的工作范围里面,误差放大器才能够把 POMS 的门级拉到合适的电压范围,使工作在合适的状态下。
因此在 PMOS 里面限制输出电压时 PMOS 本身源极和漏极之间的导通门限。
栅极驱动电压与低负载电流的关系
右边还是两个例子来说明它的输出电压和驱动门限之间的关系,从这两个列子中的数值中我们也可以看到驱动门限是不会随负载电流电流的变化而改变的。
PMOS LDO 具有下列特性:
要求输入高于输出电压( 基于负载电流和传输元件的导通电阻):
VIN>RDS(ON)×IOUT
要求输出电压高于传输元件的 VGS 需求;
要求谨慎地选择输出电容数值和 ESR 额定值;
为了实现相似的 RDS( on) 性能, PMOS 晶体管所需的晶片面积将大于 NMOS 晶体管;
较大的晶片面积将影响定价,并有可能对性能产生影响。
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