PMOS LDO線性穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

LDO是Low Dropout Regulator的縮寫(xiě)，意思是低壓差線性穩(wěn)壓器，LDO線性穩(wěn)壓器的內(nèi)部框圖，大致的工作原理就是：參考電壓Vref和反饋電壓FB（VOUT通過(guò)兩個(gè)電阻分壓）分別接在誤差放大器的反向和正向端，然后輸出誤差量，再通過(guò)MOS drive調(diào)整輸出電壓大小，達(dá)到輸出穩(wěn)定。

當(dāng)輸出電壓增大時(shí)，F(xiàn)B增大，放大器輸出電壓增加，PMOS管的G極電壓增大，Usg減小，PMOS的輸出電流和電壓較小，形成了一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

以PMOS LDO為例：

PMOS LDO線性穩(wěn)壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括四個(gè)關(guān)鍵部件：分壓取樣電路、基準(zhǔn)電壓源、誤差放大電路和晶體管調(diào)整電路。以下是關(guān)于這些部件的詳細(xì)解釋?zhuān)?/p>

分壓取樣電路：此電路通常由兩個(gè)串聯(lián)的分壓電阻構(gòu)成，用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集。通過(guò)這兩個(gè)電阻，輸出電壓的一部分被采樣，然后輸入到誤差放大電路。

基準(zhǔn)電壓源：這是一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，它提供了一個(gè)期望的輸出電壓值作為參考。這個(gè)基準(zhǔn)電壓與分壓取樣電路采集的電壓進(jìn)行比較，以判斷輸出電壓是否偏離了目標(biāo)值。

誤差放大電路：此電路接收分壓取樣電路的輸出和基準(zhǔn)電壓作為輸入，比較兩者之間的差異，并將差異放大。如果輸出電壓偏離了基準(zhǔn)電壓，誤差放大電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)放大的誤差信號(hào)。

晶體管調(diào)整電路：此電路接收誤差放大電路的輸出信號(hào)，并根據(jù)該信號(hào)調(diào)整晶體管的導(dǎo)通電壓，從而控制輸出電壓。在PMOS LDO中，這個(gè)晶體管通常是PMOS管。誤差信號(hào)會(huì)改變PMOS管的柵-源極電壓（VGS），進(jìn)而調(diào)整其輸出電流，使得輸出電壓回到目標(biāo)值。

當(dāng)輸出電壓由于負(fù)載變化或其他原因下降時(shí)，分壓取樣電路采集的電壓也會(huì)下降。這導(dǎo)致誤差放大電路產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，減小PMOS管的柵極電壓，增加其溝道寬度，從而增加輸出電流，使輸出電壓上升。反之，當(dāng)輸出電壓上升時(shí)，調(diào)整過(guò)程會(huì)反向進(jìn)行，使輸出電壓下降。這種負(fù)反饋機(jī)制保證了輸出電壓的穩(wěn)定。

PMOS LDO和NMOS LDO有什么區(qū)別

PMOS LDO和NMOS LDO的主要區(qū)別體現(xiàn)在它們的工作機(jī)制和特性上。

首先，從結(jié)構(gòu)上看，PMOS和NMOS都是由半導(dǎo)體構(gòu)成的，但它們的氧化膜上覆蓋的材料有所不同。PMOS通常覆蓋著絕緣材料如氮化硅或氧化鋁，而NMOS則覆蓋著金屬，如鎢或銅。

其次，在特性方面，PMOS的阻斷電壓高，通常用于高電壓、小電流的場(chǎng)合，如場(chǎng)效應(yīng)晶體管和電源控制器等。而NMOS的導(dǎo)通電阻小，適用于低電壓、大電流的場(chǎng)合，如電源開(kāi)關(guān)和放大器等。

在LDO應(yīng)用中，PMOS LDO和NMOS LDO的工作原理相似，都是基于誤差放大器和MOS管來(lái)調(diào)整輸出電壓。然而，隨著輸入電壓逐漸接近期望的輸出電壓，兩者的調(diào)整方式有所不同。在PMOS LDO中，誤差放大器將驅(qū)動(dòng)?xùn)?源極電壓VGS負(fù)向增大，以減小RDS（源漏電阻），從而保持穩(wěn)壓。而在NMOS LDO中，隨著VIN接近VOUT（nom），誤差放大器將增大VGS以降低RDS。

最后，從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，PMOS因其高阻斷電壓的特性，主要用于高頻電路、射頻電路、傳感器等領(lǐng)域。而NMOS則廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路、開(kāi)關(guān)電源、計(jì)算機(jī)內(nèi)存、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等領(lǐng)域。

審核編輯：黃飛