巨详细，大电流线性电源(LDO)原理，看完你就明白了

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介绍了上一篇文章PMOS结构线性电源的基本工作原理，今天结合模拟介绍大电流LDO使用的NMOS 架构的基本工作原理和其他一些重要的事情LDO参数，包括PSRR、Dropout Voltage等。

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1. NMOS LDO工作简介

下图是一个NMOS LDO基本框图，NMOS LDO一般也工作在饱和区（特殊时会在可变电阻区），所以Vg要大于Vs，因此NMOS LDO除了有Vin通常会有引脚Vbias引脚来给MOS G极提供高压驱动源；或者只有一个Vin，内部集成CHARGE BUMP为G极提供高压驱动源。一般工作流程相同PMOS LDO：当Vout当下降时，反馈回路中的反馈Vfb误差放大器输出端也会下降Vg就会增加，随着Vg增加，Ids电流也在增加，最终导致Vout恢复到原始电平，状态如下：

Vout↓——>Vfb↓——>Vg↑——Iout↑——>Vout↑

2. NMOS LDO详细的工作原理

下图是某NMOS当输出特性曲线与上图和下图相结合时Vout下降，Vin不变，则Vds=Vin-Vout，Vds增加，MOS工作点由A转移到B；然后反馈回路开始工作，Vfb误差放大器后，电压降低，Vg增加，那么Vgs=Vg-Vs，Vgs从下图了，从下图可以看出，随着Vgs增加，MOS的电流Id逐渐上升，进而使Vout逐渐升高，MOS工作点由B转移到C，LDO回到原工作电平。

3. NMOS LDO仿真结果

下图为简单5V转3.0V的NMOS LDO橙色曲线为电压，绿色曲线为电流，随负载端滑动变阻器R负载电流也在变化，输出电压基本稳定在3.0V。

4. LDO 你对输出电容了解多少？

考虑到系统的稳定性，LDO原则上，应添加输出电容器，但如果对成本有极端考虑，则在满足一定要求时可以删除该电容器。

5. Dropout voltage

上文分析了PMOS LDO恒流区(饱和区)工作，DS有一定的压差，通常被称为dropout voltage（Vdo），所以LDO如果想在饱和区稳定工作，输入输出之间有一定的压差，通常可以考虑应用spec余量预留25%。如下图所示Iout=150mA时，不同Vout对应的Vdo也不同。

6. 效率

这里不讨论效率，LDO自身消耗的功率约等于压差*因此，在相同的负载电流下，压差越大，LDO功耗越高，压差越低，有利于提高效率。

7. PSRR

LDO其中一个重要参数也是一个巨大的优点，即纹波小PSRR好，PSRR是电源抑制比，是的LDO抑制输入电源纹波，PSRR绝对值越大越好。PSRR曲线有一个转折点，左边是LDO在输出电容器的右侧起主导作用，PSRR性能好的LDO左曲线较高，输出电容增加，右曲线增加。

LDO基本原则和介绍可以结束，其内部实际工作非常复杂，本文只起指导作用，希望引起共鸣或解决一些疑问，欢迎关注我的公共账户：硬件工程师看海。内容将定期更新。

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