你不知道的MOS型LDO工作原理（工程師必看）

你不知道的MOS型LDO工作原理（工程師必看）

實際常見的電源應用有DCDC和LDO兩種，與DCDC電路不同的是，LDO輸出電晶體的工作狀態是線性工作模式，並非開關模式。

今天我們主要針對NMOS和PMOS在LDO的應用原理來展開講解，後續再對DCDC部分進行深入探討。

LDO的工作原理

一般工作線上性區域的電晶體，可以把它當作是一個壓控電流源，去控制電路並連續檢測輸出電壓，然後根據負載的需求，進行調節電流源，確保輸出電壓能夠保持在期望的數值。

電流源的設計極限就出現了作用：它限定了穩壓器在保持電壓調節作用的情況下，所能供應的最大負載電流。

NMOS型LDO

我們來看下麵這張圖：

在這個電路中，對輸入與輸出的壓差構成限制的是，MOS管的門極與漏極之間的最小壓差。

NMOS型LDO它採用了一對電阻來採樣輸出電壓，並將其輸送到誤差放大器的輸入端，與一個基準進行比較，然後在誤差放大器中進行放大，最後產生一個電壓信號來控制NMOS的門極。

（圖為NMOS負載電流流向）

在50mA和3A的負載電流下，NMOS型LDO需要的靜態電流差不多，儘管這種負載變化比較大，但靜態電流幾乎沒有太多變化。

這是因為NMOS只用電壓信號控制即可，而電壓信號不需要消耗到誤差放大器本身的電流。

因此，靜態電流成為了NMOS型LDO最大的一個優勢。

PMOS LDO

相比NMOS型LDO ，由於NMOS的源極和門極之間的導通門限，它的輸入與輸出之間的壓差必須要大於這個導通門限，這個壓差是很大的。這時，我們就可以運用PMOS型LDO，來減少這一部分的使能。

在PMOS裏面我們需要門極電壓低於源極電壓才能讓PMOS導通，並且這個壓差 必須大於PMOS的導通門限，才能夠保證在整個範圍裏，誤差放大器能夠把PMOS的門極拉到合適的電壓範圍。

由於主功率部分採用PMOS管，同樣用電壓來控制，因此，負載電流的變化，誤差放大器的靜態電流幾乎也沒有變化。

在這裏我們可以看到，NMOS由於源極和門極之間這個導通門限，造成輸入輸出壓差大的局限因素，PMOS型LDO驅動與它相比簡單了許多。

總結：

NMOS型LDO可以提供快速瞬態回應，但是需要 兩個偏置電源為器件供電。

PMOS型LDO可以實現壓降，並且能夠在單電源下運行。不過，在低輸入電壓下會受到傳輸電晶體VGS特性的限制，與此同時，它們還不具備高性能LDO所提供的許多保護功能。

常見的LDO 一般由P管構成，但LDO效率比較低，一般不走大電流應用。在一些大電流低壓差的場景裏，會使用N管類型的LDO。

以上部分圖片與資料來源於網路