Ldo что это такое

Чем будем питаться? Питание от Micrel

В спектре продукции, выпускаемой компанией Micrel, значительное место занимают компоненты управления питанием. Этим материалом открывается цикл статей, призванных познакомить специалистов с широким выбором функций, параметров, типов корпусов силовых компонентов Micrel для решения самых разнообразных задач.

Учитывая, что всю электронику можно разделить на две части — сигнальную (аналоговую, цифровую, смешанную) и силовую, можно предположить, что они равнозначны. В то же время подсистемам питания уделяется зачастую незаслуженно меньшее внимание в разработке перспективных устройств. Компоненты подсистем питания выполняют функцию обеспечения целевой задачи, находятся в ее фоне. Разработчик, сосредоточившись на главной цели, оставляет меньшую часть бюджета времени на проработку схемы питания. Поэтому весьма актуально, чтобы разнообразные требования к питанию могли быть разрешены оптимальным набором функций и параметров интегральных компонентов систем питания с минимальными затратами времени, усилий и средств.

Компания Micrel предлагает множество семейств компонентов для подсистем питания, различающихся назначением, функциональностью, специфическими параметрами:

• Линейные стабилизаторы с малым падением напряжения со встроенным или внешним (контроллеры LDO) регулирующим элементом. Об этом классе компонентов будет рассказано в данной публикации.
• Контроллеры импульсных стабилизаторов — включают компоненты повышающих, понижающих, изолирующих преобразователей напряжения, синхронных, асинхронных, на входные напряжения до 180 В, с внешним или встроенным ключевым элементом.
• Контроллеры «горячего» включения и замены (Hot-swap, Hot-Plug) — обеспечивают элементы электромагнитной совместимости сложных модульных систем, защиту источников питания от перегрузки при подключении новой подсистемы без выключения питания.
• MOSFET-драйверы верхнего, нижнего плеча, полумостовые; сдвоенные, счетверенные; с защитой от перегрева, с управляемым ограничением тока, с выводом сигнала диагностики.
• Ключи питания с защитой, фиксированным или регулируемым ограничением тока, управляемые логическим уровнем — предназначены для программного включения-выключения нагрузки общего назначения и стандартных интерфейсов: USB, CardBus, PCMCIA.
• Контроллеры заряда литий-ионных батарей на фиксированное напряжение заряда 4,2 В или регулируемое, а также прецизионная схема ограничения тока заряда.
• Супервизоры микропроцессоров с обычными и специфическими свойствами. Среди специфических свойств: микромощные, с регулируемым гистерезисом, сдвоенные, с функцией мониторинга перенапряжения.
• Драйверы светодиодов и электролюминесцентных ламп — обеспечивают однокристальное энергосберегающее управление сверхъяркими светодиодами, матрицами светодиодов (до 35 независимо управляемых) и высоковольтное преобразование напряжения.
• Мощные быстродействующие драйверы с регистром-защелкой являются, по существу, версиями компонентов из стандартной логики 74xx259, 595, 596 с более мощными выходами (до 500 мА).

Часть 1. Линейные стабилизаторы с малым падением напряжения

LDO, контроллеры LDO и другие линейные стабилизаторы

LDO (Low Drop-Out — буквально: «малый перепад») это жаргонное наименование класса линейных стабилизаторов, которые требуют лишь незначительного превышения входного напряжения над номинальным и стабильным выходным. Для различных уровней выходных токов типовые значения перепада составляют от десятков до сотен милливольт. Для «классических» линейных стабилизаторов, как, например, 7805 или LM317, необходимо, чтобы входное напряжение было выше номинального выходного на 2,5–3,0 В. LDO показывают существенно более высокую эффективность по сравнению с классическими линейными стабилизаторами. Так, LDO Micrel MIC37151-3.3 на фиксированное выходное напряжение 3,3 В при нагрузке 1,0 А может работать от входного напряжения, всего на 270 мВ превышающего номинальное выходное. Его эффективность превышает 90%. А эффективность LM317 составит около 50%. Другим преимуществом LDO является возможность использования в системах с распределенным питанием недорогих магистральных преобразователей AC/DC (импульсные преобразователи сетевого напряжения 220 В в постоянное) со стандартными номиналами выходных напряжений.

Например, при использовании LM317 для получения стабилизированного питания 5,0 В необходимо входное напряжение около 8 В. Ближайший стандартный номинал выходного напряжения массово поставляемых, а значит, недорогих, преобразователей AC/DC составляет 12 В (7,5 и 9 В — также стандартные номиналы, но объем предложений и доступность их со складов поставщиков значительно меньше). Тогда на LM317 должно падать 7 В, что влечет потерю 7 Вт (при потребляемом токе 1 А), выделение тепла и потребность в более мощном источнике питания (соответственно, и более дорогом). Если же использовать LDO, то достаточно применить преобразователь AC/DC с регулируемым выходным напряжением 5 В. Обычно подобные преобразователи позволяют подстраивать выходное напряжение в диапазоне ±10%, как, например, MeanWell RS-25-5, S-25-5 в металлическом перфорированном корпусе или Chinfa DRA05-05 в корпусе для монтажа на DIN-рейку. С помощью регулировки можно выставить выходное напряжение до 5,5 В — и этого будет достаточно для стабильной работы LDO без непроизводительных потерь мощности.

LDO с одним, двумя и тремя выходными напряжениями

Компания Micrel производит широкую гамму LDO не только с одним выходным напряжением, но также с двумя и тремя фиксированными или регулируемыми выходами. В номенклатуре представлены также LDO, стабилизирующие напряжение отрицательной полярности. И по нагрузочной способности Micrel предоставляет выбор наиболее эффективного решения — от 10 мА до 7,5 А со встроенными проходными транзисторами. Отличительными особенностями LDO Micrel являются крайне низкие токи собственного потребления и регулирования. Типовое значение максимального тока в общую шину составляет менее 2–3% от величины тока, отдаваемого в нагрузку. В паре с очень низким минимальным падением напряжения на проходном транзисторе эти два параметра повышают КПД стабилизаторов Micrel до 93–97% в широком диапазоне температур.

Большинство LDO специфицированы для температурного диапазона от –40 до +125 °С.

Одноканальные LDO Micrel предлагает более чем в 15 типах корпусов — от самых миниатюрных MLF размером 2X2 мм, SC-70, SOT-23 и других для поверхностного монтажа, до TO-247 для монтажа в отверстия.

LDO с функциями управления питанием

К ним относятся стабилизаторы Micrel с функциями электронного включения-выключения выходного напряжения, управляемой задержкой или последовательностью появления напряжения на выходе после подачи питания или сигнала включения, а также с сигнализацией о снижении выходного напряжения ниже порогового значения. К этому же подсемейству относятся LDO со встроенным драйвером — ключевым транзистором с открытым стоком. Он обычно используется для управления индикацией, подсветкой или обмоткой реле током до 150 мА.

Эти функции востребованы особенно в мобильных и портативных приборах с батарейным питанием, дистанционно управляемых, и модульных системах. Например, MIC2215 представляет собой три независимых LDO в одном малогабаритном безвыводном корпусе MLF-16, каждый из которых имеет вход управления включением-отключением. Наиболее распространенные области применения этого компонента — сотовые телефоны, GSM/GPRS-модемы, компьютерные платы расширения и периферия, приемники GPS, карманные персональные компьютеры.

Рис. 1. MIC2215 — три независимых LDO в одном корпусе. Типовая схема включения

Задача LDO-контроллера — прецизионное управление мощным внешним проходным транзистором. Такое конструктивное решение при значительных токах нагрузки и широком диапазоне изменения входного напряжения оказывается более эффективным, чем совмещение в одном кристалле силового и управляющего элементов. Трудность их сочетания в одном корпусе заключается в обеспечении температурной стабильности параметров узлов точного управления при нагреве силового проходного транзистора. В новые серии LDO-контроллеров MIC5190 и MIC5191 разработчики Micrel вложили уникальные свойства:

• функция активного фильтра помех с передовыми параметрами для этого класса устройств — более чем на порядок снижен уровень шумов в шине потребителя;
• более чем на 40 дБ снижены шумы от источника входного напряжения в полосе до 500 кГц;
• возможность работы с обычными керамическими конденсаторами;
• возможность обеспечения ультранизкого падения напряжения на проходном внешнем транзисторе — до 25 мВ при токе 10 А.

При наличии таких характеристик логичным кажется наличие функций электронного включения-выключения и управляемого ограничения тока. Типовая схема включения MIC5190 приведена на рис. 2.

Рис. 2. MIC5190 — LDO-контроллер с функцией активного фильтра снижает уровень шумов с 200 мВ до 10 мВ в полосе до 500 кГц

Все представители семейства LDO-контроллеров Micrel обеспечивают колебания выходного напряжения не более 1–3 мВ во всем специфицированном диапазоне условий эксплуатации — по входному напряжению, току нагрузки, температурному диапазону (от –40 до +125 °С).

LDO с функцией подавления шумов

В серии LDO малой и средней мощности MIC52XX (до 500 мА) со встроенным регулирующим элементом разработчики Micrel предлагают версии стабилизаторов с существенно улучшенными параметрами по подавлению шумов — как от источника (уменьшение на 75 дБ), так и в нагрузке (снижение до 300 нВ/Гц 1/2 ).

Для измерительных и высококлассных аудио устройств снижение уровня шумов по питанию является одной из наиболее важных составляющих повышения качественных параметров этих устройств.

µCAP LDO — стабильность на обычных конденсаторах

Подавляющее число линейных стабилизаторов различных производителей, представленных сегодня на рынке компонентов для систем питания, рассчитано на использование фильтрующих конденсаторов с малыми токами утечки и низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR). В основном производители рекомендуют использовать танталовые конденсаторы, а также электролитические с улучшенными параметрами по утечке и температурной стабильности. Эти типы не являются дешевыми компонентами, иногда их стоимость может превышать стоимость самого LDO. Например, встречаются предложения о поставке LM317 по $0,15, в то время как электролитические конденсаторы, обеспечивающие стабильную работу во всем специфицированном диапазоне условий эксплуатации, стоят практически в два раза дороже. Особые параметры конденсаторов важны не для всех применений. Для устройств, не требующих оптимизации характеристик, можно использовать и широко доступные обычные конденсаторы. Подобные подсистемы питания при определенных условиях могут входить в состояние самовозбуждения или создавать короткое замыкание по выходу.

Компания Micrel владеет технологией µCAP LDO, которая обеспечивает устойчивую работу стабилизатора во всем специфицированном диапазоне условий эксплуатации при применении даже обычных керамических конденсаторов небольшой емкости (до 10 мкФ). Это свойство позволяет не только снизить стоимость компонентов, но и уменьшить габариты подсистемы питания.

Защитные функции в LDO Micrel

Схемотехника стабилизаторов Micrel включает целый ряд защитных функций, обеспечивающих им и питаемым схемам высокую надежность. Это такие свойства, как:

• ограничение выходного тока;
• защитное отключение при перегреве, превышении входного напряжения;
• стойкость к входному напряжению обратной полярности;
• сигнализация о снижении выходного напряжения ниже порогового значения (типовое значение –5%).

Ограничение выходного тока реализуется стабилизаторами Micrel двумя способами:

1. Замкнутая внутренняя цепь токового сенсора обеспечивает фиксированное значение выходного тока. Например, MIC29150, рассчитанный на номинальный выходной ток 1,5 А, при короткозамкнутой нагрузке ограничивает выходной ток на уровне 2 А. Если нагрузка носит емкостной характер, ток через некоторый промежуток времени уменьшится до номинального. При продолжительном токе, превышающем номинальный, вступает в действие «второй эшелон» защиты — кристалл стабилизатора нагревается и срабатывает защита от перегрева, отключающая выход.
2. Разработчик устанавливает уровень ограничения выходного тока. Для этого на внешние контакты стабилизатора выведен инвертирующий вход встроенного компаратора. Второй вход компаратора запитан внутренним источником опорного напряжения 35–50 мВ (различная величина у разных наименований LDO Micrel).

Включение миллиомного сопротивления между входом напряжения питания и входом сенсора тока позволяет варьировать величину порога ограничения тока.

В следующей части публикации будет рассмотрено разнообразие импульсных стабилизаторов Micrel.

Что такое LDO регуляторы?

LDO регуляторы — тип линейных регуляторов напряжения, отличающихся малым падением напряжения на регулирующем элементе. Один из главных параметров — падение напряжения (dropout) VDROP, определяется как минимальное напряжение между входом и выходом стабилизатора, при котором схема стабилизации сохраняет работоспособность. В большинстве методик тестирования это напряжение измеряется при уменьшении входного напряжения VIN, когда напряжение на выходе VOUT снижается на 100 мВ относительно нормального режима работы схемы стабилизации (когда VIN = VOUT +5 В). В обычном регуляторе используется составной n-p-n транзистор, работающий в линейной области. В LDO регулирующим элементом является один p-n-p транзистор , поэтому минимальное падение напряжения на нем равно напряжению насыщения коллектор-эмиттерного перехода этого транзистора. В некоторых микросхемах LDO регуляторов используются полевые транзисторы . В любом случае напряжение VDROP зависит от тока нагрузки и температуры перехода (открытого канала). И меются несколько групп приборов в линейке LDO регуляторов , например, у National Semiconductor кроме стандартных регуляторов, pin-to-pin совместимых с серией 78хх и LM317, имеются несколько групп приборов, ориентированных на конкретные области применения.

Стабилизаторы отрицательного напряжения. Представлены двумя микросхемами LM2990 (фиксированные значения выходных напряжений: -5В; -5,2В; -12В;-15В), LM2991 (регулируемый -3…-24 В). Отличаются самым большим значением VDROP в семействе LDO регуляторов — около 0,6 В при наг рузке в 1 А.

Многоканальные. Двухканальные LM9072; LM9073; LP3986 LP2966 LP2967 LP2956, трехканальные, так называемые «Microprocessor Power Supply System (MPSS) LP2984 — оптимальное решение для схем питания микропроцессорных систем с током потребления до 600 мА. Все три канала имеют фиксированное напряжение 5В. Реализован канал питания микропроцессора — 500 мА, канал питания периферийных устройств — 100 мА и канал standby memory с током нагрузки 5 мА. Микросхема имеет вывод сброса микропроцессора. Пятиканальные «System Power Manager Regulator» — LP3927. Применяется в схемах питания переносных устройств. Реализованы два канала по 200 мА, два по 150 мА и один 100 мА.

С ультранизким падением напряжения VDROP. LP3881…83, LP3891…93, LP 2957, LP2980, LP3961…63. Применяются в многоканальных схемах питания, в случаях, когда необходим высокий КПД линейного регулятора, в устройствах с батарейным питанием. Наименьшее значение VDROP имеют микросхемы LP3881…83 — 110 мВ при токе нагрузки 1,5 А и 210 мВ при токе 3 А.

Прецизионные. Регуляторы с относительной погрешностью поддержания выходного напряжения 0,5 %. LP2980, LP2950AC, LP2951AC, LP2986A…87A, LP2952A…57A, LМ3411A.

Квази LDO (QLDO). LM1084, LM1085, LM1086, LM3480, LM3490, LM1117. Занимают промежуточное положение между классическими линейными регуляторами 78хх и LDO. Если в классическом линейном регуляторе используется составной n-p-n транзистор , то в QLDO — один n-p-n транзистор. Поэтому величина VDROP у QLDO меньше на величину падения напряжения открытого база-эмиттерного перехода и составляет около 1,2 В. Применяются для замены регуляторов серии 78хх.

С функциями контроля напряжений — LDO регуляторы, имеющие дополнительные выходы «Power Good» или «Delayed Reset» LMS5258, LP2986, LP3988, LP8358. Микросхемы с выводом «Power Good» отслеживают величину напряжения на выходе и при VOUT = (0,97-0,89)VOUT NOM на выходе «PG» с задержкой формируется сигнал логической единицы.

Контроллеры — микросхемы для реализации LDO — регуляторов с внешним биполярным или полевым транзистором. LM3411, LP2975, LM3460. Позволяют реализовать регуляторы напряжения с большими токами нагрузки.

Ask The Applications Engineer—37: Low-Dropout Regulators

This article introduces the basic topologies and suggests good practical usage for ensuring stable operation of low-dropout voltage regulators (LDOs). We will also discuss design characteristics of Analog Devices families of LDOs, which offer a flexible approach to maintaining dynamic- and dc stability.

Q: What are LDOs and how are they used?

A: Voltage regulators are used to provide a stable power supply voltage independent of load impedance, input-voltage variations, temperature, and time. Low-dropout regulators are distinguished by their ability to maintain regulation with small differences between supply voltage and load voltage. For example, as a lithium-ion battery drops from 4.2 V (fully charged) to 2.7 V (almost discharged), an LDO can maintain a constant 2.5 V at the load.

The increasing number of portable applications has thus led designers to consider LDOs to maintain the required system voltage independently of the state of battery charge. But portable systems are not the only kind of application that might benefit from LDOs. Any equipment that needs constant and stable voltage, while minimizing the upstream supply (or working with wide fluctuations in upstream supply), is a candidate for LDOs. Typical examples include circuitry with digital and RF loads.

A “linear” series voltage regulator (Figure 1) typically consists of a reference voltage, a means of scaling the output voltage and comparing it to the reference, a feedback amplifier, and a series pass transistor (bipolar or FET), whose voltage drop is controlled by the amplifier to maintain the output at the required value. If, for example, the load current decreases, causing the output to rise incrementally, the error voltage will increase, the amplifier output will rise, the voltage across the pass transistor will increase, and the output will return to its original value.

In Figure 1, the error amplifier and PMOS transistor form a voltage-controlled current source. The output voltage, V_OUT, is scaled down by the voltage divider (R₁, R₂) and compared to the reference voltage (V_REF). The error amplifier’s output controls an enhancement-mode PMOS transistor.

The dropout voltage is the difference between the output voltage and the input voltage at which the circuit quits regulation with further reductions in input voltage. It is usually considered to be reached when the output voltage has dropped to 100 mV below the nominal value. This key factor, which characterizes the regulator, depends on load current and junction temperature of the pass transistor.

Q: How are regulators distinguished by dropout voltage?

A: We can suggest three classes: standard regulators, quasi-LDOs, and low-dropout regulators (LDOs).

Standard regulators, which typically employ NPN pass transistors, usually drop out at about 2 V.

Quasi-LDO regulators usually use a Darlington structure (Figure 2) to implement a pass device made up of an NPN transistor and a PNP. The dropout voltage, V_SAT (PNP) + V_BE (NPN), is typically about 1 V—more than an LDO but less than a standard regulator.

LDO regulators are usually the optimal choice based on dropout voltage, typically 100 mV to 200 mV. The disadvantage, however, is that the ground-pin current of a LDO is usually higher than that of a quasi-LDO or a standard regulator.

Standard regulators have a higher dropout voltage and dissipation, and lower efficiency, than the other types. They can be replaced by LDO regulators much of the time, but the maximum input voltage specification—which can be lower than that for standard regulators—should be considered. In addition, some LDOs will need specially chosen external capacitors to maintain stability. The three types differ somewhat in both bandwidth and dynamic stability considerations.

Q: How can I select the best regulator for my application?

A: To choose the right regulator for a specific application, the type and range of input voltage (e.g., the output voltage of the dc-to-dc converter or switching power supply ahead of the regulator), needs to be considered. Also important are: the required output voltage, maximum load current, minimum dropout voltage, quiescent current, and power dissipation. Often, additional features may be useful, such as a shutdown pin or an error flag to indicate loss of regulation.

The source of the input voltage needs to be considered in order to choose a suitable category of LDO. In battery-powered applications, LDOs must maintain the required system voltage as the battery discharges. If the dc input voltage is provided from a rectified ac source, the dropout voltage may not be critical, so a standard regulator—which may be cheaper and can provide more load current—could be a better choice. But an LDO could be the right choice if lower power dissipation or a more precise output voltage is necessary.

The regulator should, of course, be able to provide enough current to the load with specified accuracy under worst-case conditions.

LDO Topologies

In Figure 1, the pass device is a PMOS transistor. However, a variety of pass devices are available, and LDOs can be classified depending on which type of pass device is used. Their differing structures and characteristics offer various advantages and drawbacks.

Examples of four types of pass devices are shown in Figure 3, including NPN and PNP bipolar transistors, Darlington circuits, and PMOS transistors.

For a given supply voltage, the bipolar pass devices can deliver the highest output current. A PNP is preferred to an NPN, because the base of the PNP can be pulled to ground, fully saturating the transistor if necessary. The base of the NPN can only be pulled as high as the supply voltage, limiting the minimum voltage drop to one V_BE. Therefore, NPN and Darlington pass devices can’t provide dropout voltages below 1 V. They can be valuable, however, where wide bandwidth and immunity to capacitive loading are necessary (thanks to their characteristically low Z_OUT).

PMOS and PNP transistors can be effectively saturated, minimizing the voltage loss and the power dissipated by the pass device, thus allowing low dropout, high-efficiency voltage regulators. PMOS pass devices can provide the lowest possible dropout voltage drop, approximately R_DS(_ON) × I_L. They also allow the quiescent current flow to be minimized. The main drawback is that the MOS transistor is often an external component—especially for controlling high currents—thus making the IC a controller, rather than a complete self-contained regulator.

The power loss in a complete regulator is

The first part of this relationship is the dissipation of the pass device; the second part is the power consumption of the controller portion of the circuit. The ground current in some regulators, especially those using saturable bipolar transistors as pass devices, can peak during power-up.

Q: How can LDO dynamic stability be ensured?

A: Classical LDO circuit designs for general-purpose applications have problems with stability. The difficulties stem from the nature of their feedback circuits, the wide range of possible loads, the variability of elements within the loop, and the difficulty of obtaining precision compensation devices with consistent parameters. These considerations will be discussed below, followed by a description of the anyCAP ® circuit topology, which has improved stability.

LDOs generally use a feedback loop to provide a constant voltage, independent of load, at the output. As is true for any high-gain feedback loop, the location of the poles and zeros in the loop-gain transfer function will determine the stability.

NPN-based regulators, with their low-impedance emitter-loaded output, tend to be relatively insensitive to output capacitive loading. PNP and PMOS regulators, however, have higher output impedance (collector loaded in the case of the PNP). In addition, the loop’s gain and phase characteristics strongly depend on the load impedance, thus requiring special consideration for stability.

The transfer function of PNP- and PMOS-based LDOs has several poles that impact stability:

• The dominant pole (P0 in Figure 4) is set by the error amplifier; it is controlled and fixed, in conjunction with the g_m of the amplifier, through an internal compensation capacitance C_COMP. This pole is common to all of the LDO topologies described above.
• The second pole (P1) is set by the output elements (the combination of the output capacitance and the load capacitance and resistance). This makes the application problem more difficult to handle, as these elements affect both the loop gain and bandwidth.
• A third pole (P2) is due to parasitic capacitance around the pass elements. PNP power transistors have a unity-gain frequency (f_T) much lower than that of comparable NPN transistors, under the same conditions.

As Figure 4 shows, each pole contributes 20 dB/decade of roll-off in gain, with up to 90° of phase shift. As the LDOs discussed here have multiple poles, the linear regulator will be unstable if the phase shift at the unity-gain frequency approaches –180°. Figure 4 also shows the effect of loading the regulator with a capacitor, whose effective series resistance (ESR) will add a zero (Z_ESR) into the transfer function. This zero will help to compensate for one of the poles and can help to stabilize the loop if it occurs below the unity-gain frequency and keeps the phase shift well below –180° at that frequency.

ESR can be critical for stability, especially for LDOs with vertical-PNP pass devices. As a parasitic property of a capacitor, however, the ESR is not always well-controlled. A circuit may require the ESR to fall within a certain window to ensure that the LDO operates in the stable region for all output currents (Figure 5).

Even in principle, choosing the right capacitor with the right ESR (high enough to reduce the slope before the frequency response crosses through 0 dB, yet low enough to bring the gain below 0 dB before the associated pole, P2) can be challenging. Yet the practical considerations add further challenges: ESR varies, depending on the brand; and the minimum capacitance value to use in production will require bench tests, including extreme cases with minimum ambient temperature and maximum load. The choice of the type of capacitor is also important. Perhaps the most suitable are tantalum capacitors, despite their large size in the higher-capacitance ranges. Aluminum electrolytics are compact, but their ESR tends to deteriorate at low temperatures, and they don’t work well below –30°C. Multilayer ceramic types do not have sufficient capacitance for conventional LDOs (but they are suitable for anyCAP designs, read on).

Analog Devices anyCAP family of LDOs

LDO implementation is considerably easier now, thanks to improvements in both dc and ac performance associated with regulators employing the Analog Devices anyCAP LDO architecture. As the term implies, regulators embodying it are relatively insensitive to both the size of the capacitor and its ESR, thus allowing for a wider possible range of output capacitance. The approach has spread and is now more widely available in the marketplace, but it may be helpful to understand how this architecture (Figure 6) simplifies the stability issue.

The anyCAP family of LDOs, including the 100-mA ADP3307 and the 200-mA low-quiescent-current ADP3331, can remain stable with output capacitance as low as 0.47 µF, using good-quality capacitors of any type, including compact multilayer ceramic. ESR is essentially a nonissue.

The simplified schematic of Figure 6 shows how a single loop provides both regulation and reference functions. The output is sensed by the external R1-R2 voltage divider, and fed back to the input of a high-gain amplifier through diode D1 and the R3-R4 divider. At equilibrium, the amplifier produces a large, repeatable, well-controlled offset voltage that is proportional to absolute temperature (PTAT). This voltage combines with the complementary temperature-sensitive diode voltage drop to form the implicit reference, a temperature-independent virtual band-gap voltage.

The amplifier output connects to an unusual noninverting driver that controls the pass transistor, allowing the frequency compensation to include the load capacitor in a pole-splitting arrangement based on Miller compensation. This provides reduced sensitivity to value, type, and ESR of the load capacitor. Additional advantages of the pole-splitting scheme include superior line-noise rejection and very high regulator gain, thereby providing exceptional accuracy and excellent line and load regulation.

Q: Would you discuss the Analog Devices families of LDOs?

A: The choice of LDO depends, of course, on the supply voltage range, load voltage, and required maximum dropout voltage. The main differences between devices focus on power consumption, efficiency, price, ease of use, and the various specifications and packages available.

The popular ADP33xx anyCAP family of ADI LDOs has been on the market for several years. Based on a BiCMOS process and a PNP pass transistor, it allows good regulation and many of the advantages mentioned above, but tends to be somewhat more expensive than CMOS parts.

Some recent designs, such as the ADP17xx family, are entirely CMOS-based, with a PMOS pass transistor, which allows the fabrication of LDOs at lower cost, but with a trade-off on line-regulation performance. Devices in this family can handle a large range of output capacitance, but they still require at least 1 µF and ≤500-mohm ESR. For example, the 150-mA ADP1710 and ADP1711 are optimized for stable operation with small 1-µF ceramic output capacitors, allowing for good transient performance while occupying minimal board space, and the 300-mA ADP1712, ADP1713, and ADP1714 can use ≥2.2-µF capacitors.

Both of these families have 16 fixed-output-voltage options, from 0.75 V to 3.3 V, as well as an adjustable-output option in the 0.8-V to 5-V range. Accuracy is to within ±2% over line, load, and temperature. The ADP1711 and ADP1713 fixed-voltage versions allow for a reference-bypass capacitor to be connected; this reduces output voltage noise and improves power-supply rejection. The ADP1714 includes a tracking feature, which allows the output to follow an external voltage rail or reference. Dropout voltages at rated load are 150 mV for the ADP1710 and ADP1711; and 170 mV for the ADP1712, ADP1713, and ADP1714. Power-supply rejection (PSR) is high (69 dB and 72 dB at 1 kHz), and power consumption is low, with ground current of 40 µA and 75 µA with 100-µA load.

Typical transient responses of the ADP1710 and ADP1711 are compared in Figure 7 for a nearly full-load step, with 1-µF and 22-µF input- and output capacitors.

The operating junction temperature range is –40°C to +125°C. Both families are available in tiny 5-lead TSOT packages, a small-footprint solution to the variety of power needs.

Author

Jerome Patoux is a product marketing engineer for ADI’s Clock and Signal Synthesis Group in Greensboro, NC. In 2002, he graduated from ESIGETEL, Avon, France, with a master’s degree in electronics and telecommunications engineering. He also has a master’s degree in international project management from the University of Quebec in Hull-Gatineau, Canada, and ISMANS, Le Mans, France. Prior to joining ADI in 2005, Jerome worked as a radio engineer for SFR Group and as a department manager for SNCF.

Related Content

Products (6)

• ADP1710 150 mA, Low Dropout, CMOS Linear Regulator
• ADP1711 150 mA, Low Dropout, CMOS Linear Regulator
• ADP1712 300 mA, Low Dropout CMOS Linear Regulator
• ADP1713 300 mA, Low Dropout CMOS Linear Regulator
• ADP1714 300 mA, Low Dropout CMOS Linear Regulator
• ADP3331 High Accuracy, Ultra-Low Quiescent Current LDO; SOT-23

Resources

• Technical Article Designing Power Supplies for High Speed ADC

Криптовалюта Lido ( LDO )

Lido (LDO) — токен управления Lido DAO. Lido представляет собой решение для розничного стекинга ETH 2.0, созданное для решения проблем ликвидности и поддерживаемое несколькими ведущими поставщиками стекинга. Он делает стекинг ETH ликвидным и позволяет участвовать с любым количеством ETH.

При использовании Lido для размещения вашего ETH в Beacon Chain Ethereum пользователи получат токен (stETH), который представляет их ETH в Beacon Chain Ethereum в соотношении 1:1. Он эффективно действует как мост, соединяющий вознаграждение за стейкинг ETH 2.0 с ETH 1.0.

По мере того как ETH пользователя генерирует вознаграждение за стекинг из ETH 2.0, баланс ETH пользователя в Beacon Chain будет увеличиваться. Балансы stETH будут обновляться соответственно один раз в день, что позволит вам получить доступ к ETH 1.0 на сумму ваших вознаграждений за стейкинг, полученных на ETH 2.0.

Пользователи могут использовать stETH так же, как и ETH: продавать его, тратить и, поскольку он совместим для использования в DeFi, использовать его в качестве залога для кредитования внутри сети. Когда транзакции включены в ETH 2.0, пользователи также могут обменять stETH на ETH.

«Мы считаем, что stETH будет важным базовым примитивом в DeFi и фундаментальным строительным блоком для стекинга денег и лего Ethereum», — говорится в сообщении официального сайта.

Метрики LDO

Стоимость токена Lido DAO сегодня составляет 0,842739 долларов США, а объем 24-часовой торговли — 180 197 долларов США. В текущем рейтинге CoinMarketCap LDO находится на 2656 месте, поскольку рыночная капитализация пока недоступна. Количество монет в обращении и максимальный объем эмиссии неизвестны.