负载瞬态响应与静态电流的关系是怎样的

大多数设计工程师都希望有一个理想的低压降稳压器(LDO)，具有卓越的动态性能和低静态电流，然而要实现这是具有挑战性的。

在我之前《什么是低压降稳压器(LDO)的压降？》中，我讲解了什么是压降，如何指定压降以及公司的侧压降参数的产品阵容。

继续这个系列，将聚焦负载瞬态响应及其与静态电流的关系。

让我们定义几个术语。

-负载瞬态响应是指由于LDO上的负载电流发生阶跃变化而对输出电压造成的干扰。

-接地电流是LDO在整个输出电流范围内对负载的消耗。接地电流可能与输出电流有关，但并不总是如此。

-静态电流是LDO在输出空载时的接地电流（消耗）。

表1. LDO结构的比较

关于LDO的负载瞬态响应结果和静态电流的比较，请参见表1中的例子，该例子对不同结构的LDO分别列出负载瞬态响应性能和静态电流，以展示如何权衡折中。LDO1具有最佳的负载瞬态响应和高静态电流。LDO2具有低静态电流，但负载瞬态响应只是良好，不是最好的。LDO3有超低的静态电流，但负载瞬态响应较差。

图1.NCP148的负载瞬态响应

我们的NCP148LDO是具有高静态电流但动态性能最理想的LDO例子。参见图1，您可看到NCP148的负载瞬态响应，输出电流从低电平到高电平的阶跃：100 μA -> 250 mA，1 mA -> 250 mA和2 mA -> 250 mA。您可看到，输出电压波形之间有微小的差异。

图2.NCP161的负载瞬态响应

请看图2进行比较，这是NCP161的负载瞬态响应。被称为 "自适应偏置 "的内部功能使得LDO具有低静态电流和良好的动态性能。该功能根据输出电流调整LDO内部反馈的内部电流和偏置点。但即使有自适应偏置，也有一些限制。当自适应偏置没有激活，且负载电流高于1 mA时，那么负载瞬态响应良好。然而，当初始电流水平为100 μA时，激活自适应偏置，就会出现更大的差异。当IOUT=100 μA时，那么自适应偏置在内部反馈电路中设置了较低的电流，所以响应较慢，负载瞬态响应较差。

图3显示了这两个器件的接地电流与负载电流的关系。NCP161在低负载电流下具有较低的静态电流和较低的接地电流。但是，如图1所示，对于极低负载的负载阶跃，NCP148具有更好的瞬态响应。

图3.NCP161和NCP148的接地电流

NCP170的静态电流非常低，只有500 nA。图4显示了NCP170的负载瞬态响应。由于内部反馈非常慢，所以无论初始输出电流如何，它的动态性能都较差。

图4.NCP170的负载瞬态响应

然而，应用对电池寿命的要求越来越高，这促使对静态电流的要求越来越低。安森美半导体最新的超低静态电流器件NCP171，其静态电流为50 nA。这将实现更长的充电间隔时间或更轻的便携式电子产品，因为电池通常是最重的元件。

选择适当的负载瞬态响应同时还要尽量减小静态电流很重要。良好的瞬态响应通常意味着较高的LDO静态电流；而不良的负载瞬态响应通常意味着较低的静态电流。为了帮助设计工程师实现最佳的负载瞬态响应，请务必根据您的特定应用需求，查看我们的各种不同产品。

审核编辑：郭婷