Tengo un LDO negativo (-5V de -5.5V a -10V) que requiere un condensador de aluminio o tantalio. Me pregunto por qué no puede usar un condensador de cerámica. ¿Hay alguna razón específica para esto?
El regulador es un TC59 ( hoja de datos ).
(Corrección: el regulador que di originalmente era estable con cerámica, este no lo es).
Respuestas:
cerámica debería funcionar siempre que cumpla con los requisitos de la hoja de datos: 0.1ohm <esr <5ohm y srf> 1mhz.
Probablemente sea más fácil encontrar esas propiedades en una tapa de tantalio, especialmente en 2002 cuando se lanzó esa hoja de datos.
EDITAR: algo más de información sobre la estabilidad de LDO y por qué la ESR tiene que caer en un rango particular.
Un LDO genérico funciona comparando el voltaje de salida con una referencia de voltaje interno con un amplificador de error y activando un transistor PNP para corregir este error.
El problema surge cuando observa el cambio de fase y la ganancia de bucle de esta ruta de retroalimentación. El amplificador de error y la carga que se está impulsando contribuyen a la respuesta de frecuencia del bucle de retroalimentación. Estos polos actúan como un filtro de paso bajo que produce una disminución de la ganancia del bucle a medida que aumenta la frecuencia. Como sabemos, un polo también introduce un cambio de fase negativo. Si se permite que este cambio de fase alcance -180 grados, el ciclo de retroalimentación se vuelve inestable y el LDO oscilará.
Lo que esto significa es que cada vez que el amplificador de error intenta compensar un error, el resultado de su corrección es 180 grados desfasado o invertido, en consecuencia, el amplificador de error se lanza básicamente para un bucle y comienza a hacer la corrección opuesta que debería ser haciendo, lo que resulta en una inestabilidad salvaje.
Para evitar esta situación, necesitamos evitar que el cambio de fase en el ciclo de retroalimentación llegue a -180deg, en realidad solo necesitamos evitar que alcance -180deg dentro de la región en la que el LDO puede generar ganancia> 1 como la respuesta amortiguada del El sistema pasado este punto evitará la oscilación. Esta frecuencia está definida por el punto de ganancia unitaria del transistor de paso PNP.
La forma en que evitamos este cambio de fase es mediante el uso de un condensador con un ESR en una determinada región. La capacitancia cambiará el polo creado por la carga, pero lo más importante es que el ESR contribuirá con una frecuencia cero más alta. Básicamente ha agregado un filtro de paso alto al ciclo de retroalimentación. El cambio de fase introducido por el ESR funcionará para contrarrestar el cambio de fase introducido en las frecuencias más bajas por los polos desde el amplificador de error y la carga.
La razón por la que el ESR tiene que estar en un rango particular es que si es demasiado bajo, el cero contribuido a la respuesta de frecuencia se ubicará en una frecuencia muy alta, por encima del punto de ganancia unitaria del transistor de paso. Como resultado, no es efectivo para garantizar que el cambio de fase del bucle de retroalimentación no alcance -180 grados antes de la frecuencia de ganancia unitaria.
Si el ESR es demasiado alto, el cero será muy bajo en frecuencia. Hay otro polo en la respuesta de frecuencia creada por los parásitos del transistor de paso, si el cero del ESR del condensador es de frecuencia demasiado baja, este polo se alcanzará mientras aún tengamos ganancia> 1, esto cancelará el efecto de el ESR cero y probablemente alcanzaremos un cambio de fase de -180 grados antes de alcanzar la ganancia de unidad
Dicho todo esto, estos problemas son indicativos de diseños LDO más antiguos. Muchos / La mayoría / Todos los nuevos diseños incluyen compensación interna adicional en el circuito de retroalimentación que desacopla la estabilidad de LDO de la especificación ESR de los condensadores de salida.
Los condensadores de cerámica con esas propiedades deberían estar bien.