LDO使用NMOS管和PMOS管做功率管，有哪些区别？

IC2019

LDO使用NMOS管和PMOS管做功率管，有哪些区别？

学无止境9527

NMOS管输出级是buffer结构，空载输出阻抗小一些，PMOS管输出级是CS结构，空载输出阻抗大一些，稳定性有点不同，带载之后另说。
NMOS管输出在源极，Drop电压受VGS限制，相对于PMOS输出大很多，通常采用双电源或者内部集成电荷泵提供power管的栅极高电压驱动。
抛砖引玉了，更多的不同就请各位大佬补充吧

213kkw

N管输出阻抗低，压差大。P管输出阻抗高，压差小

IC2019

谢谢解答

zjouu

NMOS补偿更好做，PSR更好

Divenire

学无止境9527 发表于 2023-2-8 15:56
NMOS管输出级是buffer结构，空载输出阻抗小一些，PMOS管输出级是CS结构，空载输出阻抗大一些，稳定性有点不 ...

大佬，“NMOS作输出管，drop受VGS控制”，请问能详细说一下为啥受VGS控制吗

ChenCH_FST

在低压差线性稳压器（LDO）中使用NMOS和PMOS做功率管存在一些关键的区别，这些区别影响了LDO的性能、效率、稳定性和成本。以下是使用NMOS和PMOS作为功率管在LDO设计中的主要区别：

1. **驱动要求**：
   - **PMOS**：PMOS传导器自然地与LDO的输入电压相连，因此不需要额外的驱动电压来使其导通。这简化了LDO的设计，因为PMOS直接从输入电压获得其栅极驱动。
   - **NMOS**：NMOS传导器需要一个高于输入电压的驱动电压来开启，这要求LDO设计中包含一个电荷泵或额外的外部电源。这增加了设计的复杂性和成本，但在一些高效率的应用中可能是必需的。

2. **效率**：
   - **PMOS**：PMOS器件通常在导通状态下具有较高的导通电阻（Rds(on)），这意味着在相同条件下，使用PMOS的LDO可能具有较低的效率，因为会有更多的功率在PMOS器件上消耗。
   - **NMOS**：相比之下，NMOS器件在导通状态下的Rds(on)较低，因此能提供更高的效率。这使得NMOS在需要高效率的应用中是更受欢迎的选择。

3. **稳定性和性能**：
   - LDO稳定性受到其通路元件特性的显著影响。NMOS和PMOS的不同特性可能导致LDO的频率响应和稳定性行为不同，这需要在设计时通过适当的补偿网络设计来考虑。
   - NMOS可能因为需要高驱动电压而导致LDO在低输入电压应用中不太理想。而PMOS则更适合低输入电压应用，因为它们可以直接从输入电源驱动。

4. **成本和尺寸**：
   - 从成本和尺寸角度来看，PMOS和NMOS的选择也会有所不同。例如，对于给定的电流容量，NMOS通常比PMOS小且成本更低，这可能会影响最终产品的尺寸和成本。

5. **输入电压范围**：
   - 使用NMOS作为功率管的LDO可以更容易地实现较宽的输入电压范围，因为NMOS的栅极电压可以通过电荷泵或其他方法提高，以适应更宽的输入电压范围。而PMOS则可能限于较窄的输入电压范围。

在选择NMOS或PMOS作为功率管的时候，需要根据应用的具体要求来权衡这些因素，包括成本、效率、输入电压范围、以及设计的复杂性。

ChenCH_FST

LDO使用NMOS管和PMOS管作为功率管,主要有以下几点区别:

1. 导通电压的差异
- PMOS管导通时源极与漏极之间的压降很小,接近0V。这使得PMOS LDO的输出电压范围可以非常接近输入电压。  
- NMOS管导通时源漏之间有一定的压降,通常在0.1~0.4V左右。这导致NMOS LDO输出电压比输入电压低至少0.1~0.4V。

2. 驱动方式不同
- PMOS LDO的栅极驱动电压与输入电压相同,源极为输出电压反馈,实现负反馈。
- NMOS LDO的栅极驱动电压需要比输入电压高0.1~0.4V以上,需要使用电荷泵产生更高的栅压,电路更复杂。

3. 功耗的差异
- PMOS LDO控制回路与功率管共地,静态电流小,芯片功耗低。
- NMOS LDO控制回路与输入电压相连,会有一定的静态电流,NMOS导通压降也会带来更多功率损耗。

4. 负载能力不同
- PMOS LDO适合轻载,尤其是超低静态电流场合。
- NMOS LDO更适合大电流输出,负载调整率、瞬态响应等动态指标会更好一些。

5. 成本差异
- PMOS工艺成本高于NMOS,PMOS LDO成本更高。
- NMOS LDO可采用标准CMOS工艺,成本更低。

总之,PMOS LDO输出范围宽、芯片功耗低,更适合对功耗要求严格的低功率场合;NMOS LDO负载能力强、动态性能好,更适合大电流输出和对瞬态性能要求高的场合。具体选择需要综合考虑设计需求和成本预算。

ChenCH_FST

低压差线性稳压器（LDO）在选择功率管时，通常会在NMOS管和PMOS管之间做出选择。这两种类型的功率管各有其特点和应用场景，以下是它们之间的主要区别：

1. **导通电阻和效率**：NMOS管通常具有较低的导通电阻，这意味着在相同的工作条件下，NMOS LDO可以提供更高的效率。这是因为较低的导通电阻会导致较小的电压降和功耗[1][2]。

2. **控制门电压**：NMOS管的控制门需要高电平电压来导通，而PMOS管则需要低电平电压。这影响了它们在电路中的应用方式，例如，NMOS管适合用作低端驱动（源极接地），而PMOS管适合用作高端驱动（源极接VCC）[2]。

3. **稳定性和输出阻抗**：在空载条件下，NMOS管输出级的结构导致其输出阻抗较小，而PMOS管输出级的结构导致其输出阻抗较大。这意味着它们的稳定性在不同的负载条件下可能会有所不同[4]。

4. **应用场景**：由于NMOS管的导通电阻较小，它们通常用于需要较大电流输出的场合。而PMOS管由于其控制简便性，通常用于小功率或对效率要求不高的应用[3][5]。

5. **成本和封装**：PMOS管由于其结构，通常成本较高，可选择的种类较少。这可能会影响在特定应用中的成本效益比[2]。

6. **热性能**：NMOS管由于其N型衬底的特性，具有较好的散热性能。这在高功率应用中尤其重要，因为良好的散热可以减少器件的温度，提高稳定性和寿命[3]。

综上所述，选择NMOS管还是PMOS管作为LDO的功率管，需要根据具体的应用需求、成本预算以及性能要求来决定。例如，对于高效率和大电流输出的应用，NMOS LDO可能是更好的选择；而对于小功率应用，或者在成本和封装选择上有限制的情况下，PMOS LDO可能更为合适。

Citations:
[1] https://gaomf.cn/2017/06/12/LDO/
[2] https://blog.csdn.net/weixin_43491077/article/details/109721185
[3] https://bbs.21ic.com/icview-3227804-1-1.html
[4] https://bbs.eetop.cn/thread-943201-1-1.html
[5] http://www.mweda.com/html/mwqa-32108-1.html
[6] https://zhidao.baidu.com/question/1949408663654371868.html
[7] https://blog.csdn.net/qq_61769041/article/details/131906669
[8] https://www.eet-china.com/mp/a81448.html

z1293053926

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