LDO瞬态响应恢复时间过长

长江头TM · 发表于 2024-12-25 22:17:11

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本帖最后由长江头TM 于 2024-12-25 23:05 编辑

做了一个2.5-1V的LDO，片外电容为2.2uF，结构如图所示，没有使用Cc补偿。瞬态响应时发现恢复时间很长。

我设置了5u，100u和200u三种不同的负载变化周期，仿真得到的输出响应曲线分别是这样的
屏幕截图 2024-12-25 220300.png

这是我相同架构，相同片外电容做的3.3-2.5V的LDO，这个恢复时间快了很多。
屏幕截图 2024-12-25 230309.png

主要的问题在负载由重变为轻时，输出电压的恢复时间很长，当负载变化周期比较快的时候，根本恢复不到稳定电压就变化了，想问一下大家有没有解决过这类问题？是因为我的GBW和摆率太小了吗？但是负载由重变轻时的响应很快呀。
我在论坛里看到的答案是：因为输出变化量很小，本身电路有失调，电容大，所以上升慢。那么有什么改善方法吗？
此外还想问LDO的瞬态响应仿真应该以负载变化周期多长为准呢？
谢谢大家！

长江头TM · 发表于 2024-12-25 22:18:02

@youngabin 大佬有时间可以看看不，感谢感谢

youngabin · 发表于 2024-12-26 09:56:18

你这个图像看上去没什么问题，如果还是觉得上升太慢的话，你可以看看你的功率管电流最多能到多大，是否有限流等。负载跳变到0之后功率管再次给电容充电那输出上升速度和功率管电流有直接关系。
拿第一张图来看，看上去就是3.5~6us之间功率管给电容充电的电流达不到80mA。
随着输出电压升高，功率管充电电流应该是越来越低了，前半周期大负载恒定80mA,后半周期平均电流达不到80mA所以是周期越长越难恢复。
至于3.3转2.5的情况好很多或许是因为3.3的电源电压可以使功率管的电流更大，在后半周期一开始就有远超80mA的电流。你可以看看是不是我说的情况。
至于负载周期变化多长合适，应该是看应用场景，你自己最清楚才对。看上去上下冲也只有几个mV应该是没什么问题的

长江头TM · 发表于 2024-12-26 15:48:20

youngabin 发表于 2024-12-26 09:56
你这个图像看上去没什么问题，如果还是觉得上升太慢的话，你可以看看你的功率管电流最多能到多大，是否有限 ...

感谢回复！我可以理解恢复时间过长是由于功率管充电电流不足。

今天我重新调试了SSF-BUFFER的输入管M4的宽长比，将M4的宽长比由原来的6u/280n调整到8u/500n和8u/800n，也就是降低了M4的宽长比，恢复时间有了很大改进。通过仿真发现各种宽长比下M4源端电压（即功率管栅端电压）没有什么变化，变化的是M4栅端的电压，随M4宽长比的减小，vgs4增大，进而M4栅端电压减小（这会影响EA输出摆率，进而影响增益）。
当然上面说的是dc下的情况，我仿真的功率管栅端的瞬态电压几乎是跟随负载电流改变的，下图的紫色波形，从这里面我没有看出信息
屏幕截图 2024-12-26 140626.png

现在问题似乎解决了一半，我知道怎么改了，但是不清楚为什么。

youngabin · 发表于 2024-12-26 16:28:27

长江头TM 发表于 2024-12-26 15:48
感谢回复！我可以理解恢复时间过长是由于功率管充电电流不足。

今天我重新调试了SSF-BUFFER的输入管M4的 ...

恢复时间有很大改进是这张图和上面的100us的对比嘛？看上去似乎没什么变化啊；
DC情况下功率管GATE没什么变化是正常的，功率管的电流不变，那VGS当然也几乎不变，除非输出有较大变化；
减小宽长比这里看来似乎只是GATE电容增加了一点，摆率通常认为是大信号吧，应该是EA本身决定的（主要是偏置电流）M4影响应该很小，说增益改变影响带宽倒是有可能，或许看看修改前后环路带宽的变化吧。但是你现在响应应该是挺快的
但是总的来说仅仅微调M4的宽长比导致响应发生很大改变的话，我也不太理解