随着便携式产品越来越多，产品的功能，性能的提升，它们对电源管理的要求也更高了，这里跟大家探讨的是cmos ldo在便携式产品中的应用。便携式产品在大多数情况下是靠电池供电，内部(即电池后端)的电源管理有dc/dc和ldo两种实现方式，各有优缺点。正常工作时，dc/dc模块能提供给系统稳定的电压，并且保持自身转换的高效率，低发热。但在一些应用条件下，比如工作在轻载状况下或是给rf供电时，dc/dc的静态电流及开关噪声就显得比较大了， cmos ldo正好可以满足在这些应用条件下的供电要求，cmos ldo有着极低的静态电流，极低的噪声，较高的psrr（电源纹波抑制比），以及较低的dropout voltage（输入输出电压差）。

    cmos ldo产品的特点

    1.cmos ldo的自身功耗：

    cmos ldo在正常工作时，存在自身的功耗，可以大概表示为：

    pd=(vin-vout)×iout+vin×iq，

    由这个式子可以看出，重载以及大输入输出电压差都会增大pd，从而降低ldo的转换效率。然而当iout=0时，iq决定ldo的功耗，而cmos ldo的iq仅有1ua~80ua，使得ldo自身几乎没有功耗。

    如在tcxo(温度补偿晶振)电源中，其只需要5ma的负载电流，vout固定，若能控制vin的值仅稍大于vout+vdrop，(一般地，cmos ldo的vdrop在iout=5ma条件下，其值为5mv~10mv)，则ldo的自身功耗pd在不到1mw，这取决于方案设计工程师在应用电路中的设计。

    现在更多的工程师，将dc/dc与ldo共同设计进电源管理方案中，因为他们发现，开关型转换器存在一定的噪声干扰和高静态电流等问题，这种情况在处理器供电应用中尤为突出。开发商为了让处理器在不执行指令时保持极低的电能消耗，往往把产品设置为“深度睡眠模式”和“唤醒工作模式”两种状态。

    而如果在“深度睡眠模式”下仍然采用开关型转换器，其噪声和静态电流性能反而不如ldo优越。基于这种情况，已经有厂商针对处理器（例如基带处理器）供电应用推出了ldo与开关型转换器双模系统。当处理器处于“唤醒工作模式”时，系统通过芯片内部开关切换成pwm模式，ldo输出为高阻态，为处理器提供较高的电压和较大的电流；而当处理器处于“深度睡眠模式”时，系统通过芯片内部开关切换成ldo模式，sw输出为高阻态，为处理器提供较低电压和微小电流。

    2.cmos ldo的稳定性：

    典型ldo应用需要增加外部输入和输出电容器。ldo稳定性与输出电容的esr密切相关，选择稳定区域比较大的ldo有利于系统的设计，并可以降低系统板的尺寸与成本。利用较低esr的电容一般可以全面提高电源纹波抑制比、噪声以及瞬态性能。

    陶瓷电容器由于其价格低而且故障模式是断路，通常成为首选；相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。请注意，输出电容器的esr 会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的esr，大概为10mω量级，而钽电容器esr在100 mω量级。

    另外，许多钽电容器的esr随温度变化很大，会对ldo性能产生不利影响。bcd的cmos ldo产品采用esr范围在10mω~100ω的输出电容就可以满足全负载范围内的稳定性。

    3.电路简单及价格低：

    ldo的应用电路都比较简单，除了ldo自身以外，只需要2颗电容，个别产品还需要一颗bypass电容。总共只需要3~4颗原件。如此简单的电路在成本也就相应很低了。

    4.电路所需pcb面积小：

    cmos ldo的cin和cout大多小于等于2.2uf，这样的容值，0603封装就可以做到了，ldo的封装一般只是sot-23或sc-70,整个电路在pcb上的面积只有20mm2~30mm2，极大的节省了电路板的空间。

    随着便携式产品越来越多，产品的功能，性能的提升，它们对电源管理的要求也更高了，这里跟大家探讨的是cmos ldo在便携式产品中的应用。便携式产品在大多数情况下是靠电池供电，内部(即电池后端)的电源管理有dc/dc和ldo两种实现方式，各有优缺点。正常工作时，dc/dc模块能提供给系统稳定的电压，并且保持自身转换的高效率，低发热。但在一些应用条件下，比如工作在轻载状况下或是给rf供电时，dc/dc的静态电流及开关噪声就显得比较大了， cmos ldo正好可以满足在这些应用条件下的供电要求，cmos ldo有着极低的静态电流，极低的噪声，较高的psrr（电源纹波抑制比），以及较低的dropout voltage（输入输出电压差）。

    cmos ldo产品的特点

    1.cmos ldo的自身功耗：

    cmos ldo在正常工作时，存在自身的功耗，可以大概表示为：

    pd=(vin-vout)×iout+vin×iq，

    由这个式子可以看出，重载以及大输入输出电压差都会增大pd，从而降低ldo的转换效率。然而当iout=0时，iq决定ldo的功耗，而cmos ldo的iq仅有1ua~80ua，使得ldo自身几乎没有功耗。

    如在tcxo(温度补偿晶振)电源中，其只需要5ma的负载电流，vout固定，若能控制vin的值仅稍大于vout+vdrop，(一般地，cmos ldo的vdrop在iout=5ma条件下，其值为5mv~10mv)，则ldo的自身功耗pd在不到1mw，这取决于方案设计工程师在应用电路中的设计。

    现在更多的工程师，将dc/dc与ldo共同设计进电源管理方案中，因为他们发现，开关型转换器存在一定的噪声干扰和高静态电流等问题，这种情况在处理器供电应用中尤为突出。开发商为了让处理器在不执行指令时保持极低的电能消耗，往往把产品设置为“深度睡眠模式”和“唤醒工作模式”两种状态。

    而如果在“深度睡眠模式”下仍然采用开关型转换器，其噪声和静态电流性能反而不如ldo优越。基于这种情况，已经有厂商针对处理器（例如基带处理器）供电应用推出了ldo与开关型转换器双模系统。当处理器处于“唤醒工作模式”时，系统通过芯片内部开关切换成pwm模式，ldo输出为高阻态，为处理器提供较高的电压和较大的电流；而当处理器处于“深度睡眠模式”时，系统通过芯片内部开关切换成ldo模式，sw输出为高阻态，为处理器提供较低电压和微小电流。

    2.cmos ldo的稳定性：

    典型ldo应用需要增加外部输入和输出电容器。ldo稳定性与输出电容的esr密切相关，选择稳定区域比较大的ldo有利于系统的设计，并可以降低系统板的尺寸与成本。利用较低esr的电容一般可以全面提高电源纹波抑制比、噪声以及瞬态性能。

    陶瓷电容器由于其价格低而且故障模式是断路，通常成为首选；相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。请注意，输出电容器的esr 会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的esr，大概为10mω量级，而钽电容器esr在100 mω量级。

    另外，许多钽电容器的esr随温度变化很大，会对ldo性能产生不利影响。bcd的cmos ldo产品采用esr范围在10mω~100ω的输出电容就可以满足全负载范围内的稳定性。

    3.电路简单及价格低：

    ldo的应用电路都比较简单，除了ldo自身以外，只需要2颗电容，个别产品还需要一颗bypass电容。总共只需要3~4颗原件。如此简单的电路在成本也就相应很低了。

    4.电路所需pcb面积小：

    cmos ldo的cin和cout大多小于等于2.2uf，这样的容值，0603封装就可以做到了，ldo的封装一般只是sot-23或sc-70,整个电路在pcb上的面积只有20mm2~30mm2，极大的节省了电路板的空间。