LDO重要参数介绍！你学废了吗？

原文来自原创书籍：《硬件设计指南 从器件认知到手机基带设计》

1. Dropout voltage

上文介绍了LDO是工作在恒流区（饱和区）的，DS之间有一定的压差，dropout voltage主要指的就是这个压差，所以LDO若想稳定工作在饱和区，输入输出之间必须满足这个压差，应用中可以考虑把datasheet中的数据预留25%的余量。比如图2-24 某LDO在Iout=150mA时，LDO不同的输出Vout对应的VDO也不同，Vout越大，需要的VDO就越小，这可以从图2-16 找到解释，当输入电压Vi(对应MOS的VD)和输出电流不变时，Vout越大那么也就是MOS的VDS越小(VDS=VDO=Vi-VO)，则VDO也就越小。

图2-24 LDO手册数据截取

图2-25 是某LDO的dropout voltage与负载电流的关系曲线，可以看到如果负载电流越大，那么LDO的dropout voltage也应该越大，这也可以从图2-16 找到解释，如果负载电流越大，那么MOS的工作区间就越靠近恒流区的上部分也就越靠近可变电阻区，为了远离MOS的可变电阻区使得MOS工作在饱和区，MOS的VDS应该往增加的趋势转移。

图2-25 LDO压差与输出电流关系曲线

原文来自原创书籍：《硬件设计指南 从器件认知到手机基带设计》

2. 效率

此处不做过多讨论，LDO自身消耗的功率约等于输入与输出的电压差*负载电流(VDO*Io)，效率等于输出功率除以输入功率。LDO的输入电流约等于输出负载电流，因此效率就等于输出电压除以输入电压，见公式(2-31)。相同负载电流下，压差VDO越大，LDO功耗越高，发热就越大，效率就越低，压差不要设置的太高，有利于提高效率，在手机或者其他便携式设备中尤其会关注LDO的效率，市场上的一些学习开发板只注重基本功能而忽略性能，有的开发板LDO就会发热，甚至是烫手，这就是不合理的电源架构设计。

3. PSRR

PSRR(power supply rejection ratio)电源电压抑制比是LDO重要参数之一,是LDO对输入电源纹波的抑制能力，LDO巨大优点之一便是纹波小，即PSRR好。PSRR计算过程见公式(2-32)，VINAC是输入电压的变化量，VOUTAC是输出电压的变化量，电源对噪声有抑制作用，注意：有的手册PSRR为负数而有的手册是正数，我们关注的是PSRR的绝对值，它的绝对值越大表示对输入纹波的抑制程度越高。图2-26 是Onsemi某LDO PSRR曲线（纵坐标取了绝对值方便阅读），该曲线有个转折点，左边是LDO自身环路起主导作用，右边为输出电容和PCB起主导作用，PSRR性能好的LDO左边的曲线会更高、纹波抑制能力更好，加大输出电容，右边的曲线会升高。

图2-26 LDO PSRR曲线

4. 输入电压瞬态响应

输入电压瞬态响应也叫线网调整率（Line Transient Response），指的是在特定负载电流条件下，当输入电压阶跃变化时，引起的输出电压的变化量。从定义可以看出，输入电压瞬态响应越小越好，因为这样才能在输入电压变化时，对输出的影响越小，LDO性能越好，图2-27 左图是某LDO的输入电压瞬态响应曲线，当第一行的输入电压突然增加时，会引起第二行中输出电压微小上冲，反之亦然，由于这个变化很小只有20mV，与LDO输出的几伏电压相比非常小，因此左图中第二行是交流测量，减掉了LDO输出的直流量，只看输出电压的变化量，因此第二行的电压是在0V基础上波动。

图2-27 输入电压瞬态响应与负载瞬态响应

5. 负载瞬态响应

负载瞬态响应（Load transient response ）指的是，在特定的输入电压条件下，当负载电流突然变化时，引起的输出电压的变化。从定义可以看出，负载瞬态响应也是越小越好，当负载电流突然变化时，引起的输出变化越小，LDO性能就越好，从图2-27 右图中可以看到，当第二行的输出电流突然增加时（负载电阻突然减小），会引起第一行的输出电压下冲，反之亦然，输出电压波形也是看交流量。

一个设计优秀的LDO一定要具有良好的稳定性，以前接触过某LDO设计初期，内部设计不合理导致过LDO负载瞬态响应异常，有点类似图2-49 的波形，上面波形是输出电流，下面曲线是输出电压，当负载电流短时间内拉高时，输出剧烈抖动，并没有稳定在最开始的输出。