LDO几个重要参数的个人理解
什么是ldo
ldo即low dropout regulator，是一种低压差线性稳压器，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管（fet），从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。结合这几年在客户端遇到的方案和问题，本文介绍ldo的一些重点参数个人理解。
一.dropout voltage
很多人对这个参数不是很理解，严格来说dropout voltage (vdropout)是指在ldo满载情况下，输出电压不会随着ldo的输入电压变化（除非进一步减小输入电压，那么输出电压也会变化减小）时候ldo输入电压和输出电压的差值。就是说如果ldo输入电压再减小（小于vdropout）的话，ldo的输出电压就会变化(减小)。
实际上有的厂家标注的 vdropout也是留有一定余量的。比如某国外大厂的一颗ldo的vdropout参数 vdropout=250mv@vout=2.8v(nom)dropout volt &iout=250ma。
但是有个说明条件，dropout voltage is characterized when vout falls 100 mv below vout(nom).这里意思是的vdropout是指一颗正常输出电压是2.8v 250ma的ldo，在带载250ma的情况下，调整输入电压，当输出电压小于正常电压100mv，即输出电压是2.7v时候，输入电压和输出电压的压差就是vdropout。
解释一下在实验室如何测试vdropout可能更容易理解，比如测试一个固定输出电压是1.8v ，vdropout =300mv，额定电流300ma（规格书标注vdropout =300mv实际测试ldo肯定没有这么大，后面会解释原因）的ldo的vdropout：
(1)先把ldo输入设置为2.5v（远大于输出电压+ vdropout）。
(2)测试ldo的输出电压=1.801v（假设）。
(3)用负载仪抽载300ma，并测试ldo的输出电压=1.799v(假设，空载和满载ldo的输出电压会有微小的差异)。
(4)减小ldo的输入电压vin，直到再减小vin vout就会变化小于1.799v，这个时候vin-vout就是这颗ldo的vdropout.。
为什么无法测试到规格书标注的最大vdropout
最主要原因是芯片厂家都留了余量，比如我司ldo规格书中标注的vdropout 是考虑了高低温、仿真worst case等等恶劣因素后给出的，根据经验一般余量是按常温情况下vdropout 50%给出的，就比如常温情况下测试了ldo的vdropout =200mv，规格书中vdropout最大值会按200+200*50%=300mv来给出。因此我们在实验室是不可能测到规格书标注的最大vdropout的。
dropout voltage 是选择ldo的一个重要参数，因为实际应用中如果压差太大那效率太低，如果压差小于vdropout等则无法保证输出电压稳定。如果实际使用的时候压差=dropout voltage，只能保证输出电压稳定，ldo的其他性能是无法保证的，特别是psrr。这就涉及到一个重要参数headroom voltage，下面一节就介绍一个headroom vlotage。
二.headroom voltage
headroom voltage 在ldo规格书中都不会标注出来。只在一些英文的资料中能看到。其实headroom voltage是一个比vdropout更严格的一个参数，除了保证ldo输出电压的稳定性外，还保证了ldo的其他性能也在一个较优的范围。
headroom voltage是ldo保证满足规格书中标注的性能的输入电压和输出电压的压差值，通常headroom voltage被当做特定的要求标注在了测试条件中，在满足这个headroom voltage条件下，ldo其他性能规格都是确定的。
就是说如果实际使用的时候压差大于headroom voltage，那么就能达到规格书标注的性能。一般ldo的headroom voltage在400-500mv左右。所以很多ldo的规格书中，在参数规格页面，都会标注为测试条件，比如vin=vout+0.5v，几乎没有见到哪家规格书中标注测试条件vin=vout+ vdropout.
看了国内外各家ldo的规格书都没有标注headroom voltage这个参数，我个人的理解：一个原因headroom voltage没有一个严格的业界标准，是压差大到某一范围后，虽然ldo的相关性能指标和压差的关系不是线性的，即相关各项指标不在随压差的增加而迅速变化，但是还是存在微小的变化关系，这个性能和压差的关系没有标准，所以headroom voltage也没有标准无法标注出来。
另外一个原因我认为headroom voltage这个参数只需要弄清楚headroom voltage大概范围，比如前面提到的400-500mv左右就能保证ldo的相关性能指标稳定，那么在测试条件中标注出测试条件，客户使用的是需要我们精确确定的参数， 厂时候要达到规格书中的性能，压差就需要满足芯片厂家标注的测试条件。
实际应用发现psrr和压差关系很大，我司某个vdropout.=200mv的ldo，在压差200mv和300mv测试psrr，psrr性能一般，直到把压差增加大于400mv后 ，psrr也会变化但是变化就比较小。这个400mv 就可以理解为headroom voltage。
三. dc line regulation
dc line regulation是指在ldo输入电压变化的情况下，ldo保证输出电压稳定的能力。line regulation = ∆vout/∆vin.这个参数性能是一个很容易保证的参数。目前个人还没有遇到过dc line regulation 有问题的。
四. load transient response
负载瞬态响应是指负载的电流阶梯变化的时候，输出电压的的变化。负载瞬态响应和ldo的输出电容容值、输出电容的esr、控制回路的带宽、负载电流变化的大小和slew rate有关。
下面是某司ldo的load transient response的波形，可以看到负载电流阶梯跳变增加的时候，ldo的输出端电压会有个下冲(undershoot)，负载电流接地变化减小的时候，ldo的输出端电压会有个过冲(overshoot)。
实际应用中如果某个负载电流跳变比较大或者跳变比较快的时候，需要特别注意这个指标。如果ldo的瞬态响应不满足要求，就可能遇到负载电流跳变的时候undershoot过大，可能导致输出电压小于设备的正常工作电压，导致负载设备掉电，或者overshoot有异常高电压尖峰输出到后端设备，对后端设备造成损伤或者损坏。
五. line transient response
是指ldo输入电压阶梯 变化的时候，ldo输出电压的变化。主要和ldo的控制环路带宽增益，输入电压的变化大小和电压变化slew rate有关。
六. power supply rejection
psrr是衡量ldo抑制输入电压上的纹波和噪声防止纹波和噪声污染输出电压的能力。psrr = 20 × log(vein/veout)，vein和veout分别是输入电压和输出电压之外的其他噪声纹波信号。
前面提到psrr和实际使用时候的压差关系较大，ldo如果实际输入输出压差= vdropout的话，psrr性能一般。如果要保证psrr参数处于一个较优发范围内，压差一般要大于400mv。所以实际使用ldo的时候，特别对psrr要求高的应用，不能只关注效率（压差），要保证一定的压差才能有较好的psrr。
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一.dropout voltage
很多人对这个参数不是很理解，严格来说dropout voltage (vdropout)是指在ldo满载情况下，输出电压不会随着ldo的输入电压变化（除非进一步减小输入电压，那么输出电压也会变化减小）时候ldo输入电压和输出电压的差值。就是说如果ldo输入电压再减小（小于vdropout）的话，ldo的输出电压就会变化(减小)。
实际上有的厂家标注的 vdropout也是留有一定余量的。比如某国外大厂的一颗ldo的vdropout参数 vdropout=250mv@vout=2.8v(nom)dropout volt &iout=250ma。
但是有个说明条件，dropout voltage is characterized when vout falls 100 mv below vout(nom).这里意思是的vdropout是指一颗正常输出电压是2.8v 250ma的ldo，在带载250ma的情况下，调整输入电压，当输出电压小于正常电压100mv，即输出电压是2.7v时候，输入电压和输出电压的压差就是vdropout。
解释一下在实验室如何测试vdropout可能更容易理解，比如测试一个固定输出电压是1.8v ，vdropout =300mv，额定电流300ma（规格书标注vdropout =300mv实际测试ldo肯定没有这么大，后面会解释原因）的ldo的vdropout：
(1)先把ldo输入设置为2.5v（远大于输出电压+ vdropout）。
(2)测试ldo的输出电压=1.801v（假设）。
(3)用负载仪抽载300ma，并测试ldo的输出电压=1.799v(假设，空载和满载ldo的输出电压会有微小的差异)。
(4)减小ldo的输入电压vin，直到再减小vin vout就会变化小于1.799v，这个时候vin-vout就是这颗ldo的vdropout.。
为什么无法测试到规格书标注的最大vdropout
最主要原因是芯片厂家都留了余量，比如我司ldo规格书中标注的vdropout 是考虑了高低温、仿真worst case等等恶劣因素后给出的，根据经验一般余量是按常温情况下vdropout 50%给出的，就比如常温情况下测试了ldo的vdropout =200mv，规格书中vdropout最大值会按200+200*50%=300mv来给出。因此我们在实验室是不可能测到规格书标注的最大vdropout的。
dropout voltage 是选择ldo的一个重要参数，因为实际应用中如果压差太大那效率太低，如果压差小于vdropout等则无法保证输出电压稳定。如果实际使用的时候压差=dropout voltage，只能保证输出电压稳定，ldo的其他性能是无法保证的，特别是psrr。这就涉及到一个重要参数headroom voltage，下面一节就介绍一个headroom vlotage。
二.headroom voltage
headroom voltage 在ldo规格书中都不会标注出来。只在一些英文的资料中能看到。其实headroom voltage是一个比vdropout更严格的一个参数，除了保证ldo输出电压的稳定性外，还保证了ldo的其他性能也在一个较优的范围。
headroom voltage是ldo保证满足规格书中标注的性能的输入电压和输出电压的压差值，通常headroom voltage被当做特定的要求标注在了测试条件中，在满足这个headroom voltage条件下，ldo其他性能规格都是确定的。
就是说如果实际使用的时候压差大于headroom voltage，那么就能达到规格书标注的性能。一般ldo的headroom voltage在400-500mv左右。所以很多ldo的规格书中，在参数规格页面，都会标注为测试条件，比如vin=vout+0.5v，几乎没有见到哪家规格书中标注测试条件vin=vout+ vdropout.
看了国内外各家ldo的规格书都没有标注headroom voltage这个参数，我个人的理解：一个原因headroom voltage没有一个严格的业界标准，是压差大到某一范围后，虽然ldo的相关性能指标和压差的关系不是线性的，即相关各项指标不在随压差的增加而迅速变化，但是还是存在微小的变化关系，这个性能和压差的关系没有标准，所以headroom voltage也没有标准无法标注出来。
另外一个原因我认为headroom voltage这个参数只需要弄清楚headroom voltage大概范围，比如前面提到的400-500mv左右就能保证ldo的相关性能指标稳定，那么在测试条件中标注出测试条件，客户使用的是需要我们精确确定的参数， 厂时候要达到规格书中的性能，压差就需要满足芯片厂家标注的测试条件。
实际应用发现psrr和压差关系很大，我司某个vdropout.=200mv的ldo，在压差200mv和300mv测试psrr，psrr性能一般，直到把压差增加大于400mv后 ，psrr也会变化但是变化就比较小。这个400mv 就可以理解为headroom voltage。
三. dc line regulation
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下面是某司ldo的load transient response的波形，可以看到负载电流阶梯跳变增加的时候，ldo的输出端电压会有个下冲(undershoot)，负载电流接地变化减小的时候，ldo的输出端电压会有个过冲(overshoot)。
实际应用中如果某个负载电流跳变比较大或者跳变比较快的时候，需要特别注意这个指标。如果ldo的瞬态响应不满足要求，就可能遇到负载电流跳变的时候undershoot过大，可能导致输出电压小于设备的正常工作电压，导致负载设备掉电，或者overshoot有异常高电压尖峰输出到后端设备，对后端设备造成损伤或者损坏。
五. line transient response
是指ldo输入电压阶梯 变化的时候，ldo输出电压的变化。主要和ldo的控制环路带宽增益，输入电压的变化大小和电压变化slew rate有关。
六. power supply rejection
psrr是衡量ldo抑制输入电压上的纹波和噪声防止纹波和噪声污染输出电压的能力。psrr = 20 × log(vein/veout)，vein和veout分别是输入电压和输出电压之外的其他噪声纹波信号。
前面提到psrr和实际使用时候的压差关系较大，ldo如果实际输入输出压差= vdropout的话，psrr性能一般。如果要保证psrr参数处于一个较优发范围内，压差一般要大于400mv。所以实际使用ldo的时候，特别对psrr要求高的应用，不能只关注效率（压差），要保证一定的压差才能有较好的psrr。
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