LDO的输出阻抗，反馈类型和加载效应

heroin · 发表于 2024-8-5 20:48:37

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小弟在设计LDO时，对LDO的输出阻抗产生了一些疑问，还请大家帮我解答解答！感谢！

LDO_PMOS

图1 PMOS输出管的LDO

首先，对于如图1一个典型的PMOS输出管的LDO，它的Vout点的输出阻抗理应是无穷小，因为它是作为一个电压源来使用。并且从LDO工作时特点也能看出，当负载电路RL变化的时候，负载电流相应产生大的改变，但是Vout改变量必须很小（这样负载调整率才好），那对于输出电阻的公式Rout=ΔVout/ΔIload，Rout是很小的。
但是问题来了，根据反馈理论判断，这是一个电流电压反馈（反馈网络用R2串联在电路中检测电流，并转化为电压返回到前馈电路的输出端）。电流电压反馈对于前馈网络输出电阻的影响是增大输出阻抗为Rout=Rout,open*（1+Aβ）。但是由于加载效应，输出阻抗并非上述如此理想，根据拉扎维第二版P276对电流电压反馈的加载效应的解析，

拉扎维图8.59

如图8.59，输出阻抗还是Zout=（1+A*gm*rM）*（ro+rM），非常大。并且拉扎维在这边是将R1当作了负载，同时向上下两边看进去阻抗。我知道这两种看法角度不同，但是为什么会出现这种情况，到底应该怎么分析对比？我已经搞懵了。
主要总结成两个方面疑问：
1. 我应该如何从”反馈理论“的角度来推出一般情况下认为的LDO输出阻抗很小的结论呢？并且我又该如何看待这一反馈结构呢？（还是不是电流-电压反馈？）我看很多帖子里面提到的都是Rout/（1+Aβ），但是怎么推的呀。

2. 拉扎维书上所述，为什么把R1当作负载而不是把X点接负载到地。并且后面那一段话属实不太理解：”关键点是，电流-电压反馈结构中的输出阻抗的获得必须断开输出电流的通路，并测量得到的两个结点X,Y之间的阻抗......”

大哥们我是新手，轻点喷

。大家快来救我！！感谢！

RFFFFF · 发表于 2024-8-6 07:57:38

首先，图1所示的PMOS输出管的LDO是电压电压反馈，检测的是电压而不是电流。是检测电流还是电压，是针对负载，假设VOUT接个负载，则反馈网络从负载上检测到的是电压而不是电流。
Figure8.59负载load上流过的电流可以被反馈网络检测到，所以是电流电压反馈，此时并不是检测load上的电压。
”关键点是，电流-电压反馈结构中的输出阻抗的获得必须断开输出电流的通路，并测量得到的两个结点X,Y之间的阻抗......”
这句话就是计算输出阻抗的基本步骤了，输出本来要接负载，负载上就会流过电流。当计算输出阻抗时，把负载拿掉，换成电压源，计算从电压源向内流过的电流，两者相除就是输出阻抗。

143800 · 发表于 2024-8-6 09:29:05

这是电压电压反馈

破格 · 发表于 2024-8-6 09:29:34

上图LDO是电压-电压反馈类型, 采样输出电压, 反馈输出电压
因此闭环输出阻抗Rout_cl=Rout,open/(1+A*beta). Rout,open=从PMO Sdrain上去看到的阻抗

ckx · 发表于 2024-8-6 09:53:07

分析这个要分清负载和反馈网络。我学生时代好像被教了一种方法，就是反馈网络与负载串联，则反馈电流。反馈网络与负载并联则反馈电压。当然我一般不用这个方法，压根没有触及本质。

heroin · 发表于 2024-8-6 10:28:11

RFFFFF 发表于 2024-8-6 07:57
首先，图1所示的PMOS输出管的LDO是电压电压反馈，检测的是电压而不是电流。是检测电流还是电压，是针对负载 ...

嗷嗷我明白了，谢谢大佬，就是Vout加负载电阻RL到地的话，反馈网络实际上是R1和R2，然后和RL并联了，也就是不加这个反馈的话原电路还是有电流的，所以是电压-电压反馈。但是书上的负载是串联在电路中间。所以看待负载的方式不同还是会出现很大不同的。还有一个问题就是，图8.59那种形式，为什么负载看到的阻抗是ro+rM呢，可不可以这么理解，因为两个电阻都可以看成是小信号电阻到交流地，然后看成下图形式，交流地连接起来，然后形成环路，这样看就是ro+rM和负载串联？屏幕截图 2024-08-06 102412.png