Qualcomm《Pseudo
昨天在看 Z-Lab 的时候发现了一个来自 13 年前应用指南,高通的渠道可是把握的很严格,平时都看不到什么资料:
就是这样,是一个 LDO 的文章,感觉还是很新颖的
正常来说,一个LDO稳压器(Low Dropout Regulator)输出端必须要靠得很近放一个大电容,这样才能压住噪声、稳定电压。文章说的是不一定要在LDO芯片脚边放电容,可以把电容放到离芯片有点远的地方,主要依赖负载旁边的电容和线路特性来保障稳定性。
类目 | 说明 |
---|---|
Pseudo-Capless LDO | 允许输出电容离LDO本体较远,靠负载端电容和布局设计保障稳定性。 |
稳定性控制三要素 | 最大输出电流、负载电容大小、电感 (ESL)。 |
适用范围 | 仅限PMOS输出结构、最大电流≤300mA的小电流LDO。 |
最显而易见的就是 PCB 的设计上面,可以简化系统布局,提升灵活性。
特别是适合SoC电源管理,允许将去耦电容布置在离电源较远的芯片负载处。
看不懂?
我来解读,LDO根据应用中是否需要电压调节(Voltage Scaling),分成不同情况讨论:
场景 | 特性 | 支持Pseudo-Capless? |
---|---|---|
无电压跳变 | 固定电压,不变 | 支持 |
小于100mV跳变 | 比如动态压降(Dynamic Voltage Scaling) | 支持 |
小于400mV跳变 | 较大电压变动 | 支持 |
大于400mV跳变 | 变化剧烈 | 不支持Pseudo-Capless,必须靠近加大输出电容! |
可以简单的按照这个来粗略的看支持远端布线
对不进行电压调节(电压步进)的低压差线性稳压器(LDO),其可容忍的最大等效串联电感(ESL)会根据最大直流电流和负载电容列出。
100
400
以上文档中列出了针对不同负载电容、不同电压变化场景下,允许的最大线路寄生电感(ESL)。
如果超出ESL要求,必须在LDO输出端局部增加电容,不能算Pseudo-Capless。
但是大概的直观感觉是负载电容大,允许的ESL更高。反过来说负载电容小,ESL要求更严苛(线路短,寄生小)。
如何计算系统的Lumped ESL(总等效ESL)
文档提出了三种常见连接结构,并给出如何估算总ESL的方法:
案例 | 连接方式 | ESL计算方式 | 注意事项 |
---|---|---|---|
Case 1 | 单负载+单电容 | LDO到电容的单条trace的ESL | 负载电容总和必须满足要求。 |
Case 2 | 星型连接(多负载) | 多条trace的ESL并联等效 | 容量是各负载电容并联和。 |
Case 3 | 串联负载(daisy-chain) | 第一颗大电容前的trace ESL总和 | 如果第一颗大电容>1uF(或0.47uF,低电流情况),则只看到第一大电容前的trace ESL。 |
总结一下:
大电流跳变(>400mV)不适用Pseudo-Capless!低电流、稳压或小幅度动态调节特别适合采用。
文章里面有个重要的前提是 PMOS 管才可以!
一个LDO稳压器内部一定有一个调节器件,通常是一个功率MOS管,它负责控制输出电压。
这里是共模的产品
PMOS输出型LDO,指的是:用一个PMOS管做主控输出晶体管。
PMOS源极接输入电压,漏极输出到负载。通过控制PMOS的栅极电压,调节输出。
电路结构很像是一个“上拉型”的电压控制开关。
为什么Pseudo-Capless LDO一定选PMOS?我觉得主要是:
特点 | PMOS结构 |
---|---|
快速响应 | PMOS直接从高电位拉到负载,瞬态响应快,适合远端加电容。 |
稳定性好 | PMOS本身“推”的能力强,系统不容易震荡。 |
简单安全 | PMOS源极直接接输入电压,驱动简单,不容易烧毁。 |
低压差特性 | 适合做超低压差(Low Dropout)场景,比如输入3.3V,输出3.1V。 |
NMOS输出型LDO通常需要辅助电路(比如电荷泵)来把栅极拉高。稳压控制比较麻烦,对外部布局、电容要求更苛刻。而且NMOS在低压差时控制难度大,不容易稳定。
出现Pseudo-Capless这种远端去耦结构时,NMOS结构更容易震荡。
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。原始发表:2025-04-27,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除设计系统芯片布局连接
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