У меня отрицательный LDO (-5 В от -5,5 В до -10 В), для которого требуется танталовый или алюминиевый конденсатор. Мне интересно, почему он не может использовать керамический конденсатор? Есть ли какая-то конкретная причина для этого?
Регулятором является TC59 ( техническое описание ).
(Исправление: регулятор, который я первоначально дал, был стабильным с керамикой, этот - нет.)
Ответы:
Керамика должна работать до тех пор, пока вы соответствуете требованиям в спецификации: 0,1 Ом <esr <5 Ом и srf> 1 МГц.
Вероятно, легче найти эти свойства в танталовой шапке, особенно в 2002 году, когда была выпущена эта таблица.
РЕДАКТИРОВАТЬ: немного больше информации о стабильности LDO и почему ESR должен падать в определенном диапазоне.
Общий LDO работает путем сравнения выходного напряжения с внутренним опорным напряжением с усилителем ошибки и приводом транзистора PNP для исправления этой ошибки.
Проблема возникает, когда вы смотрите на фазовый сдвиг и усиление контура этой обратной связи. Усилитель ошибок и приводимая нагрузка вносят полюсы в частотную характеристику контура обратной связи. Эти полюса действуют как фильтр нижних частот, что приводит к уменьшению усиления контура при увеличении частоты. Как мы знаем, полюс также вводит отрицательный сдвиг фазы. Если этому фазовому сдвигу будет позволено достичь -180 градусов, контур обратной связи станет нестабильным, и LDO будет колебаться.
Это означает, что каждый раз, когда усилитель ошибки пытается компенсировать ошибку, результат ее коррекции составляет 180 градусов по фазе или инвертируется, следовательно, усилитель ошибки в основном генерируется для контура и начинает делать противоположную коррекцию, которая должна быть делая, что приводит к дикой нестабильности.
Чтобы избежать этой ситуации, нам нужно не допустить, чтобы фазовый сдвиг в контуре обратной связи достигал -180 градусов, на самом деле нам нужно лишь удерживать его от достижения -180 градусов в пределах области, в которой LDO может генерировать усиление> 1 в качестве затухающего отклика Система, прошедшая эту точку, предотвратит колебания. Эта частота определяется точкой единичного усиления транзистора PNP.
Мы предотвращаем этот сдвиг фаз, используя конденсатор с ESR в определенной области. Емкость сместит полюс, создаваемый нагрузкой, но, что более важно, ESR внесет более высокий ноль частоты. По сути, вы добавили фильтр верхних частот в цикл обратной связи. Сдвиг фазы, введенный ESR, будет работать для противодействия сдвигу фаз, введенному на более низких частотах полюсами от усилителя ошибки и нагрузки.
Причина, по которой ESR должен находиться в определенном диапазоне, заключается в том, что если оно слишком низкое, то ноль, вносимый в частотную характеристику, будет расположен очень высоко по частоте, выше точки единичного усиления транзистора прохода. В результате неэффективно убедиться, что фазовый сдвиг контура обратной связи не достигает -180 градусов до частоты с единичным усилением.
Если ESR слишком высок, ноль будет очень низким по частоте. В частотном отклике есть еще один полюс, созданный паразитами пассивного транзистора. Если ноль от ESR конденсатора слишком низок по частоте, этот полюс будет достигнут, пока мы все еще имеем усиление> 1, это сведет на нет эффект ESR ноль, и мы, вероятно, достигнем фазового сдвига -180 градусов, прежде чем достигнем единичного усиления.
Все это говорит о том, что эти проблемы свидетельствуют о старых разработках LDO. Многие / большинство / все новые конструкции включают дополнительную внутреннюю компенсацию в контуре обратной связи, которая отсоединяет стабильность LDO от спецификации ESR выходных конденсаторов.
Керамические конденсаторы с этими свойствами должны быть в порядке.