負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)與靜態(tài)電流的關(guān)系是怎樣的

大多數(shù)設(shè)計工程師都希望有一個理想的低壓降穩(wěn)壓器(LDO)，具有卓越的動態(tài)性能和低靜態(tài)電流，然而要實現(xiàn)這是具有挑戰(zhàn)性的。

在我之前《什么是低壓降穩(wěn)壓器(LDO)的壓降？》中，我講解了什么是壓降，如何指定壓降以及公司的側(cè)壓降參數(shù)的產(chǎn)品陣容。

繼續(xù)這個系列，將聚焦負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)及其與靜態(tài)電流的關(guān)系。

讓我們定義幾個術(shù)語。

-負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)是指由于LDO上的負(fù)載電流發(fā)生階躍變化而對輸出電壓造成的干擾。

-接地電流是LDO在整個輸出電流范圍內(nèi)對負(fù)載的消耗。接地電流可能與輸出電流有關(guān)，但并不總是如此。

-靜態(tài)電流是LDO在輸出空載時的接地電流（消耗）。

表1. LDO結(jié)構(gòu)的比較

關(guān)于LDO的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)果和靜態(tài)電流的比較，請參見表1中的例子，該例子對不同結(jié)構(gòu)的LDO分別列出負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)性能和靜態(tài)電流，以展示如何權(quán)衡折中。LDO1具有最佳的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和高靜態(tài)電流。LDO2具有低靜態(tài)電流，但負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)只是良好，不是最好的。LDO3有超低的靜態(tài)電流，但負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)較差。

圖1.NCP148的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

我們的NCP148LDO是具有高靜態(tài)電流但動態(tài)性能最理想的LDO例子。參見圖1，您可看到NCP148的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，輸出電流從低電平到高電平的階躍：100 μA -> 250 mA，1 mA -> 250 mA和2 mA -> 250 mA。您可看到，輸出電壓波形之間有微小的差異。

圖2.NCP161的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

請看圖2進行比較，這是NCP161的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。被稱為 "自適應(yīng)偏置 "的內(nèi)部功能使得LDO具有低靜態(tài)電流和良好的動態(tài)性能。該功能根據(jù)輸出電流調(diào)整LDO內(nèi)部反饋的內(nèi)部電流和偏置點。但即使有自適應(yīng)偏置，也有一些限制。當(dāng)自適應(yīng)偏置沒有激活，且負(fù)載電流高于1 mA時，那么負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)良好。然而，當(dāng)初始電流水平為100 μA時，激活自適應(yīng)偏置，就會出現(xiàn)更大的差異。當(dāng)IOUT=100 μA時，那么自適應(yīng)偏置在內(nèi)部反饋電路中設(shè)置了較低的電流，所以響應(yīng)較慢，負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)較差。

圖3顯示了這兩個器件的接地電流與負(fù)載電流的關(guān)系。NCP161在低負(fù)載電流下具有較低的靜態(tài)電流和較低的接地電流。但是，如圖1所示，對于極低負(fù)載的負(fù)載階躍，NCP148具有更好的瞬態(tài)響應(yīng)。

圖3.NCP161和NCP148的接地電流

NCP170的靜態(tài)電流非常低，只有500 nA。圖4顯示了NCP170的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。由于內(nèi)部反饋非常慢，所以無論初始輸出電流如何，它的動態(tài)性能都較差。

圖4.NCP170的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)

然而，應(yīng)用對電池壽命的要求越來越高，這促使對靜態(tài)電流的要求越來越低。安森美半導(dǎo)體最新的超低靜態(tài)電流器件NCP171，其靜態(tài)電流為50 nA。這將實現(xiàn)更長的充電間隔時間或更輕的便攜式電子產(chǎn)品，因為電池通常是最重的元件。

選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)同時還要盡量減小靜態(tài)電流很重要。良好的瞬態(tài)響應(yīng)通常意味著較高的LDO靜態(tài)電流；而不良的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)通常意味著較低的靜態(tài)電流。為了幫助設(shè)計工程師實現(xiàn)最佳的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，請務(wù)必根據(jù)您的特定應(yīng)用需求，查看我們的各種不同產(chǎn)品。

審核編輯：郭婷