LDO做数字电源的瞬态响应问题

jiuchengyixi

这个结构仿出来瞬态响应很差，输出电压1.8V，1us10mA负载跳变有400mV的下冲。C1电容越大，负载瞬态响应越好但改善不大，仿真发现是因为轻载->重载跳变时NM9的VGS电容会抽很大的电流导致栅极电压降低所以需要十几pF的C1电容来稳定栅极电压。在输出端接电容会改善他的上冲，但是对下冲的改善不大，需要超过nF级的电容下冲才会有明显改善，但是该LDO是做在片内的不能加太大的电容。因为要用这个结构的输出电压做数字电路的电源，过下冲不能超过10%（180mV）有没有什么办法可以改善它的瞬态响应或者有没有文献讲这种结构？

zhanweisu33

针对传统LDO解决上下冲，只有增加快速响应环路，JSSC202402有一篇论文很不错

八脚蜘蛛

NM9的栅极节点是高阻节点，微量电荷变化就会导致电压大幅变化，试试在NM9的栅极和PM3的栅极之间跨接一个电容看看下冲会不会有改善，电荷变化之后应该可以通过PM4快速补充。

jiuchengyixi

八脚蜘蛛 发表于 2024-12-18 09:36
NM9的栅极节点是高阻节点，微量电荷变化就会导致电压大幅变化，试试在NM9的栅极和PM3的栅极之间跨接一个电 ...

跨接电容好像对瞬态响应没有效果。

八脚蜘蛛

jiuchengyixi 发表于 2024-12-18 13:03
跨接电容好像对瞬态响应没有效果。

那试试看把套筒式运放改为折叠式运放，以增大运放的低电压输出范围，把C1位置的电容改成一个背栅接源极的PMOS管，PMOS管的漏极接地，源极接一个从上面流下来的电流源，栅极接运放的输出。运放的输出电压比开关管的栅压低一个PMOS管的Vgs电压，相当于中间加了一个低电阻缓冲，目的也是降低开关管栅极节点的小信号电阻，降低时间常数，把Cgs引入的电荷更快泄放出去。

八脚蜘蛛

刚才搭电路试了一下加了一级低阻缓冲器的方案，发现就算VGN是稳的输出也要掉电压，所以重点还是应该放在减缓VOUT掉落速率或者增快整体环路响应速度上。

jiuchengyixi

八脚蜘蛛 发表于 2024-12-18 19:57
刚才搭电路试了一下加了一级低阻缓冲器的方案，发现就算VGN是稳的输出也要掉电压，所以重点还是应该放在减 ...

我试了在输出端加电容10p100p1n10n，对上冲有改善但是下冲基本不变（为啥呀），直到10nF之后下冲才会有所改善，但是该电路是做在片内的没有那么大电容。原电路输出端应该是加了500p左右的mos电容，目前不知道在结构不变的情况下怎么让他的下冲减小。

八脚蜘蛛

jiuchengyixi 发表于 2024-12-18 22:03
我试了在输出端加电容10p100p1n10n，对上冲有改善但是下冲基本不变（为啥呀），直到10nF之后下冲才会有所 ...

你开关管是用的是普通的nmos，还是用的ndemos或者nldmos?

jiuchengyixi

八脚蜘蛛 发表于 2024-12-18 22:44
你开关管是用的是普通的nmos，还是用的ndemos或者nldmos?

电源5V开关管是1.8V，里面有5V和1.8V的器件