LDO分析2---LDO的分类及稳定性分析

对于LDO而言，现如今的分类主要有无片外电容的LDO以及传统的有片外电容的LDO，这两种LDO的结构主要为下图：

如上图中左图为传统的LDO，其最主要的特点在于LDO的输出电容和负载都在片外，在这种结构下，得到的LDO芯片的面积会因为较大的输出电容而增大，从而损耗更多的面积，基于这个缺点，之后提出了无片外电容的LDO，如上右图所示，此时得到的电路结构中，输出电容较小，因此此电容会嵌入在片内，此时会极大的减少了芯片的面积，那么两个不同的结构最大区别便在稳定性的分析：
接下来我们就基于以下假设对两种结构的LDO做一个定性分析：假设电路的误差放大器为二级运放，现在有：
@1. 对于传统的LDO而言，主要有三个极点，首先，由于误差放大器采用了二级运放放大器，因此在误差放大器内会存在一个极点，所以从电路图自左向右第一个极点便是运放内部存在的极点，第二个极点$P_2$则为误差放大器和功率管之间的极点，由于误差放大器的增益较大，因此较大的运放输出电阻是不可或缺的，与此同时为了使得LDO可以承载更大的负载，因此功率管的尺寸是相当大的，在这种情况下，得到的功率管的寄生电容很大，因此，此时在EA和误差放大器之间也存在一个不可忽视的极点$P_{Dymatic}$，同时，由于传统LDO的输出电容极大，那么和输出阻抗也会产生一个极点，而且由于大的输出阻抗和输出电容，因此在LDO的输出端产生的极点为整个电路系统的主极点，因此得到三个极点的表达式为如下：
$P_{Dymatic}$ = $\frac{1}{R_{mout}\times Cout}$
$P_2$ = $\frac{1}{R_{EAout}\times Cp}$
同时电路也存在一零点在输出端，是由输出电容和ESR电阻产生
@2. 对于无片外电容的LDO而言，此时极点依然为这个个位置产生，但是不同在于，由于无片外电容LDO的输出电容的减少，导致原先输出端的极点往后推，此时主极点就变成了原来的极点$P_2$,而且此时输出端不存在零点，在此情况下，相比于传统的LDO而言，此时的无片外电容的稳定性会变得更加差，一个好的补偿方案是必要的。
在分析了两类不同的LDO的稳定性后，负载对两者的影响也是不一样的，对于传统的LDO而言，其主极点为输出端产生的极点，因此当负载越来越大的时候，得到的输出电阻会进一步变小，导致主极点会向后推，在其他极点位置不变的前提下，整个LDO系统的稳定性会随着负载的增大而变差，而对于无片外电容的LDO而言，随着负载的减小，输出电阻会进一步加大，在主极点不变前提下，得到的位于输出端的极点会向前推，从而使得LDO的稳定性变差
在分析了不同LDO的稳定性后，得到下表：

此为LDO的分类和不同LDO的区别，分析可能存在差错，欢迎指正，下一篇将介绍本人的研究方向，LDO的电源纹波抑制比（PSRR）