天天看点

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

作者:微碧半导体

LDO 低压差线性稳压器,传统的线性稳压器压差高达2V,但LDO只有几百mV。

LDO属于一个负反馈系统:当Vout增大时,R2上电压增大,放大器输出电压增大,PMOS VGS电压减小,随后输出电流减小,输出电压也减小。

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

我们来对比下NMOS和PMOS在LDO 中的工作情况。

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

PMOS架构的LDO在较高的输出电压下有着较低的压降。

来看这个电路,反馈回路控制漏-源极电阻RDS,进行调节所需的输出电压,当VIN逐渐接近Vout时,误差放大器会将驱动栅-源极电压Vgs负向增大,减少RDS,保持稳压状态。

但是有一种情况是,在某些特定的点,误差放大器输出会在接地端达到一种饱和状态,无法驱动Vgs进一步负向增大。

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

也就是说,由于输入电压的升高,Vgs会负向增大,那么压降电压就会随着输入电压的增大而降低。

在NMOS架构的LDO中,反馈回路依旧控制着Rds,但是随着输入电压接近于输出电压,误差放大器会增大 VGS 从而降低 RDS,保持稳压状态。

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

同样,在特定的点,VGS 会无法再升高,误差放大器输出在电源电压 VIN 下会达到饱和状态。

此时,RDS为最小值,它与输出电流 IOUT 相乘,就是压降电压了。

不过,误差放大器输出在 VIN 处会达到饱和状态,随着 VIN 接近 VOUT(nom),VGS 也会降低,这可以防止超低压降的出现。

一般NMOS的LDO会采用辅助电压轨,也就是这个偏置电压。它可以让LDO保持高Vgs,在低输出电压下达到超低压降,有时没能提供辅助电压轨,但也可以在较低输出电压下达到低压降,这时可以用内部电荷泵来代替。

这里有个问题,如果出现反向电流的话怎么办?

原本电流方向是从输入电压流向输出电压,但是却从输出电压流向输入电压了,这种电流经常会穿过LDO的体二极管,不会流过正常的导电通道,它可能会导致器件温度升高,出现电迁移或闩锁效应,引发器件损坏问题。

可以采取以下3种方法来防止。

  1. 使用肖特基二极管
区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?
  1. 在 LDO 之前使用二极管
区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

3.额外增加一个 FET

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

有其他见解的伙伴可以在评论区留言,具体的我们以后再来探讨!

好了,以上是本期的全部内容。感谢您的阅读!

区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?
区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?
区分一下MOS管的LDO原理,并且如何防止出现反向电流?

(以上部分图片与资料来源于网络)