¿Cuál es el PSRR en el peor de los casos de un LDO?

Aquí hay un esquema interno de LDO de este artículo . No importa si el dispositivo de paso es un BJT o un FET, los mecanismos serán similares.

• PSRRsedefinecomolafuncióndetransferenciadeCAVout/VinparapequeñasvariacionesdeVin.Porsupuesto,dependedelafrecuenciaytambiéndependedelvoltajeylacorrientededeserción.

• AbandonaresVin-Vout.

Cuandolacaídaeslosuficientementealta,eltransistordepasofuncionabien(enmodolineal)yactúacomounafuentedecorrientecontroladaporvoltaje,loqueayudaamejorarelPSRR,yaquelacorrientequepasaatravésdeltransistorsolodependedeVindebidoalasegundaEfectosdeordencomoefectoinicialosuequivalenteFET.(UstedpidióunLDO,enunreguladordenoriaantiguadondeeltransistordepasoesunemisor/seguidordeorigen,lascosassondiferentes).

Sinembargo,amedidaqueelvoltajededesercióndisminuye,eldispositivodepasosecomprimeentreVinyVout,ycomenzaráafuncionarenmodoóhmico(paraunFET)oencasisaturación(paraunBJT).Sutransconductanciadisminuirádrásticamente.ElaumentodelacapacitanciadegradaráaúnmáselrendimientodeCAyaumentarálosrequisitosdecorrientedelcontroladordepuerta.

Conunvoltajedecaídamásbajotodavía,unPMOSseconvierteenunaresistenciasimple,yunBJTsesatura.Sutransconductanciaseconvierteencero,yaqueyanorespondealaunidaddepuerta.Eltransistordepasoesbásicamenteinútil,ytambiénloeselamplificadordeerrorqueenestemomentoessimplementeclipping,susalidapegadaasulímite.Losreguladoreshacenclip,aligualquecualquieropamp.

ElbucledecontroldelLDO(dispositivodepasoyamplificadordeerror)ajustaelvoltajedelaunidaddeltransistordepasoparacontrolarelvoltajedesalida.Unamayorgananciadebucleabiertoproducemásretroalimentaciónalrededordelbucle,yporlotantomáscorrecciónymejorPSRR(juntoconunamenorimpedanciadesaliday,engeneral,mejoresrespuestastransitorias).Dehecho,PSRResproporcionalalagananciadebucleabierto,yloimportanteatenerencuentaesquelagananciadebucleabiertotambiénesproporcionalalatransconductanciadeldispositivodepaso.

Loscasosdelosmodosdeoperaciónanteriorescorrespondenavaloresdetransconductanciamuydiferentesparaeldispositivodepaso,desdemáximo(transistorqueoperaenmodolineal)abajo(FETenmododeresistenciacontrolada)ainútil(FETessolosupropioRdsON).

Porlotanto,PSRRsedegradaamedidaqueelvoltajedecaídadisminuye.Elpeordeloscasosocurrejustocuandoelamplificadordeerrordelreguladorseajustaypierdelaregulación.

Estotambiénseaplicaalamayoríadelascaracterísticasdinámicasdelregulador:laimpedanciadesalidaylarespuestatransitoriadependendelagananciadelbucledecontrol,porloquetambiénsedegradaráncuandoeltransistordepasonotengasuficientedesconexiónparafuncionarcorrectamente.Estotambiénpuedeinfluirenlaestabilidad.

Elvoltajedecaídacuandoseproduceestatransicióndependedelacorriente(unacorrientemásaltarequiereunacaídamásgrande).

Además,eldispositivodepasotienealgunacapacitanciaparalelaqueaumentaamedidaquedisminuyelacaída(estoesunacaracterísticadeloscapacitoresdesilicio),porloqueelPSRRdeHFtambiénsufriráunpococoncaídasbajas.Estonoesmuyimportante,peromencionaréalpasarquelostransistoresmásgrandestienenunacapacitanciamásgrande,porlotanto,unLDOde1AtendrámáscapacitanciadeentradaasalidaqueunLDOde100mA,porejemplo.

Más detalles y bonitos gráficos en este artículo.

Si realmente desea el peor de los casos, incluso puede haber algunos casos de esquina donde un regulador realmente amplifica la ondulación de entrada. Por ejemplo, si se vuelve inestable y oscila.

Es un poco difícil responder a su pregunta sin contexto, pero básicamente, el "peor de los casos [cualquier cosa]" no suele ser más de lo que dice literalmente: el peor valor que podría tener en toda la gama de condiciones de operación garantizado por el fabricante.

Las condiciones exactas bajo las cuales se puede obtener este peor caso eventualmente son irrelevantes. Sin duda, se trata de una combinación de rango de temperatura, voltaje de suministro, variaciones de las condiciones de fabricación, etc. Pero al diseñar un producto, salvo en casos muy particulares, tiene en cuenta el peor de los casos sin tener en cuenta en qué condiciones puede ocurrir esto.

Si tiene tolerancias muy ajustadas y necesita saber cuándo sucede esto, su única opción es preguntarle al fabricante del componente específico que planea usar. Solo él puede decirlo, porque depende de las funciones internas de LDO.

En DC, los campos eléctricos internos en el LDO no degradarán el PSRR.

En algunas frecuencias, los campos eléctricos degradarán el PSRR, al igual que la comparación de pares diferenciales y otras estructuras de silicio.

Recuerdo un LDO con un rendimiento degradado a 1KHz y superior, por lo que el filtrado del Switching Regulator era nulo. Al examinar las fotografías del dado, notamos que la metalización de entrada se colocó adyacente a la red divisora resistiva de retroalimentación; Ver este error básico en el diseño del silicio es bastante fácil, dado que el metal y las resistencias se conectan a los pines del paquete con funciones bien definidas. Nosotros adquirimos algunas piezas se ensamblaron en paquetes de cerámica (esto fue hace muchos años) y se encontraron El PSRR fue 10dB mejor que 1KHz, porque el "dieléctrico relativo epoxi" era reemplazado por el Eo = 1 de aire.