二、CMOS LDO產(chǎn)品的應(yīng)用 由于CMOS LDO產(chǎn)品的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定了其較低靜態(tài)工作電流的特性,使得其非常適合在電池供電的手持設(shè)備系統(tǒng)中應(yīng)用。下面以PHS手機(jī)為例來說明CMOS LDO的應(yīng)用和選擇。 1.Baseband Chipset Power Supply Baseband數(shù)字電路部分的工作電壓在1.8V~2.6V之間,當(dāng)手機(jī)鋰電池的電壓降到3.3V~3.2V時(shí),手機(jī)將關(guān)機(jī),這時(shí)電池到BB工作電壓的壓差為500mV~600mV,對(duì)于CMOS LDO來說,這么大的工作電壓和壓差使LDO正常工作不是問題,低噪音和高PSRR都不是問題,而對(duì)BB工作在輕載時(shí)LDO的靜態(tài)電流要求要非常小。Baseband模擬電路部分的工作電壓在2.4V~3.0V,與手機(jī)最低工作電壓的差值為200mV~600mV,同時(shí),需要在低頻時(shí)(217Hz)有較高的PSRR,用以抑制RF部分對(duì)電池的干擾。此外,這顆LDO的會(huì)始終處于工作狀態(tài),所以也要求有極低的靜態(tài)電流?! ? 2.RF Power Supply RF電路需要2.6V~3.0V的工作電壓。在電路中,如低噪音運(yùn)放(LNA),up/down converter,mixer,PLL,VCO,和IF stage都要求很低噪音和很高PSRR的LDO 3.TCXO Power Supply 溫度補(bǔ)償晶振(TCXO)需要的是一顆極低噪音并帶有enable pin的LDO,盡管TCXO只需要5mA的工作電流,但它同樣要一顆單獨(dú)的高PSRR的LDO為其供電,來隔離其他噪聲源,如RF產(chǎn)生的低頻脈沖噪聲?! ? 4.RTC Power Supply RTC電源會(huì)一直處于工作狀態(tài),即使在手機(jī)關(guān)機(jī)以后。因此它需要一顆極低靜態(tài)電流的LDO,同時(shí),這顆LDO要求具有小的反向漏電流的保護(hù)功能。 5.Audio Power Supply 在手機(jī)音頻電源方面,會(huì)用到300mA~500mA稍大電流的CMOS LDO,同時(shí),也要求在音頻范圍內(nèi)(20Hz~20kHz)有低噪音和高PSRR的特性,來保證良好的音質(zhì)要求。 三、CMOS LDO產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想 以下著重從Noise方面來闡述CMOS LDO的設(shè)計(jì)思想。 從上面這個(gè)框圖可以看出,方案一比方案二要多封裝出來一個(gè)Pin,這個(gè)Pin一般稱作”Bypass”,對(duì)于這個(gè)Bypass管腳的作用描述往往是:An external bypass capacitor, connected to this terminal, in conjunction with an internal resistor, creates a low-pass filter to further reduce regulator noise.(Bypass腳外接一個(gè)電容,與電路內(nèi)部的電阻組成低通濾波器,用以減小Regulator的輸出噪聲)。因?yàn)榧恿诉@個(gè)Bypass電容(一般10nF),LDO對(duì)Enable(使能)響應(yīng)速度會(huì)變慢(從us級(jí)到ms級(jí))。因此如果LDO的應(yīng)用場合沒有低噪聲的要求或?qū)υ肼曇蟛桓?,一般建議可不加這個(gè)電容。 LDO的輸出噪聲主要來自于Voltage Reference這個(gè)模塊,Bypass腳就是外接在Voltage Reference的輸出端。因此將Voltage Reference的噪聲降低,就能降低LDO的輸出噪聲。 方案一中,如不加bypass電容,CMOS LDO的噪聲一般在200~450uVrms(沒有負(fù)載時(shí)的電源電流越小,這個(gè)噪聲越大),加了這個(gè)電容濾波后,LDO的噪聲一般為30~50 uVrms,因此方案一的低噪聲CMOS LDO都是有這個(gè)Bypass腳,并且是必須加這個(gè)濾波電容才能做到低噪聲。 當(dāng)然也有例外,個(gè)別歐美的大廠商采用先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)的的CMOS LDO把本該外面加的Bypass電容做到了芯片里面,這樣的LDO產(chǎn)品的噪聲約為100 uVrms的水平。 方案一的思路是將噪聲用濾波器過濾掉大部分,而方案二的思路是將噪聲源減少,其核心就是低噪聲的器件工藝。采用方案二的CMOS LDO根本不需要Bypass電容,就能使輸出噪聲降低到30~50 uVrms。 |