LDO설계 버퍼

Question

안녕하세요 삼코치님. 현재 LDO 를 설계 중입니다. Load cap = 100n F , Load current = 0~50mA 정도로 맞춰두고 설계 중인데요. 버퍼 없이 esr 저항과 피드백저항-출력단 사이 있는 cap 만으로 설계시 0~20mA 사이에서 stability 시뮬시 PM 이 30도 이하로 나와 한계를 느껴 buffer 를 삽입하려고 합니다. 강의자료와 LTspice 샘플에서 buffer 를 어떤 과정으로 설계 하셨는지 궁금합니다. 또한 buffer 의 특성이 입력을 바꿨을때 출력이 그대로 따라가고 gain 이 1에 가까운걸로 아는데 샘플의 source follower 를 따로 떼서 시뮬레이션시 입력이 출력변화와 많이 차이가 나는것을 보았습니다. 혹시 제가 source follwer 시뮬레이션 할때 따로 load cap 을 안달고 시뮬레이션 해서 그런지 궁금합니다. 만약 source follwer 만 따로 떼서 설계한다음 붙히려면 어떤 절차로 설계해야 하는지 감이 안잡혀 질문드립니다. source follwer 를 따로 설계시 어떤 절차로 해야 하는지 샘플의 source follwer 는 왜 입력이 출력을 안 따라가는지 감사합니다.

인프런 AI 인턴 · Answer

안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. DO DO님. LDO 설계와 관련한 버퍼 설계에 대한 질문 주셔서 감사합니다. LDO는 로드 캡과 로드 전류 조건에서 안정성을 확보하는 것이 매우 중요합니다. 특히, 버퍼의 활용은 LDO의 안정성과 응답성을 개선하는 핵심 요소 중 하나입니다. Source Follower 설계 절차 : 역할 이해 : 소스 팔로어는 통상적으로 전압 버퍼로 사용되어 입력 전압을 따라가며 게인이 1인 특성을 가집니다. 이를 통해 로드가 변하더라도 안정적인 입력을 유지할 수 있도록 돕습니다. 초기 설계 : 소스 팔로어를 설계할 때, MOSFET의 적절한 바이어스 포인트를 설정해야 합니다. 전류 소스를 통한 바이어싱이 일반적입니다. 시뮬레이션 : 이 단계에서는 실제 회로에서의 부하 조건까지 고려해야 합니다. 일반적인 안정성 문제는 해당 부하 조건에서 특정 커패시턴스나 ESR 값을 조정해 완화할 수 있습니다. 부하 커패시턴스 추가 : 시뮬레이션에서 부하 커패시터를 제대로 설정한다면, 더 현실적인 동작을 확인할 수 있습니다. 샘플의 Source Follower 문제 : 게인 확보 : 소스 팔로어에서 게인이 1에 가까워야 하지만 시뮬레이션에서 입력과 출력이 정확하게 매칭되지 않는 경우, 주로 부하 효과나 바이어스 조건의 영향이 있을 수 있습니다. ESR 및 부하 조건 고려 : 실제 상황과 다른 부하 조건 하에서 시뮬레이션을 했다면, 출력이 입력을 제대로 따르지 않을 가능성이 있습니다. 포괄적인 설계 과정에서는 각 구성 요소의 역할을 명확히 하고, 특정 부하 조건 하에서의 전반적인 회로 특성을 이해하는 것이 중요합니다. 특히 LDO 설계에서는 부하 커패시턴스 및 저항이 회로 동작에 큰 영향을 미친다는 점을 염두에 두고 설계해야 합니다. 아래 관련 질문과 답변을 참고하시면 도움이 될 수 있습니다: LDO의 common source buffer와 관련해서 질문이 있습니다. LDO설계와 관련된 다양한 접근 방법 저는 질문자님의 이해를 돕고자 지식공유자님의 기존 답변을 참고하여 유사한 답변 링크를 추천해드리고 있습니다. 현재 베타 기능으로 답변이 만족스럽지 않을 수 있는 점 양해 부탁드립니다. 🙏 추가적으로 궁금한 점이 있으시면, 이어서 질문해 주세요. 곧 지식공유자께서 답변해 주실 것입니다.