Un LDO es un bucle de control. Y como todos los lazos de control, siempre hay espacio para la inestabilidad.
Entonces, ¿cómo hacer que un bucle de control sea estable?
- Proporciona un margen de fase suficiente (diferencia de fase desde cuando la ganancia cruza el eje de 0 dB y 180.
- La pendiente del diagrama de bucle abierto debe ser -20db / dec al cruzar el eje 0dB
- Proporcione suficiente margen de ganancia
Si observamos una respuesta típica de bucle abierto de un LDO, puede verse así
Hay varios polos.
- Error amp pole - un polo debido al amplificador
- Polo de carga: polo debido al condensador de salida y a la carga
- Polo parasitario: generalmente dentro del elemento de paso (no se muestra en esta imagen).
También hay un cero en esta imagen.
- ESR Zero: un cero debido al condensador de salida
Si observa el punto 2 de un bucle estable, dice que la pendiente debería ser -20db / dec.
Bueno, y si ... el cero nunca estuvo allí. Eso significa que la pendiente cuando alcanza 0db, es -40db (debido a los dos polos anteriores). Inestabilidad.
Agregar un cero antes del eje 0db hace que el sistema sea estable.
La forma más fácil de agregar un cero al sistema es a través de la ESR del condensador. Necesitas un condensador de todos modos, así que estás matando dos pájaros de un tiro aquí.
El ESR importa, porque controla la colocación del cero. Debe ser lo suficientemente bajo para que pueda obtener -20db / dec cuando cruce el eje de 0db, pero lo suficientemente bajo como para que la ganancia esté por debajo de 0 dB antes del siguiente polo (generalmente debido a los parasticos).