LDO - Buffer의 역할
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강의에서 Source follower를 사용하는 목적이 pass transistor에서 보이는 resistance를 낮춰서 wp2를 높은 주파수로 밀어내는 것이라고 이해했습니다.
이를 확인하기 위해 Source follower의 load 트랜지스터의 ro와 입력 트랜지스터의 1/gm을 변경하면서 Pass transistor gate에서 보이는 저항값을 낮춰봤는데, Bode plot에서 pole의 위치가 거의 변하지 않았습니다.
혹시 제가 잘못 이해하고 있는 부분이 있을까요? Source Follower로 wp2를 높은 주파수로 올리는 방법을 어떻게 접근해야 할지 조언 부탁드립니다.
또한, Buffer 없이도 Feed-forward Capacitor를 추가한 후 Error-amp 내의 Miller cap & resistor 값을 조절하여 PM을 60도 정도로 가져갈 수 있는데, source follwer를 사용하면 무엇이 좋은지 알고 싶습니다.
자세한 설명을 위해 사진을 첨부하고 싶은데 이미지 업로드 오류가 계속 발생합니다...
감사합니다.
답변 1
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안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다. ovo.07님.
LDO 설계에서 Source Follower의 역할에 대한 질문을 주셔서 감사합니다. Source Follower는 일종의 전압 버퍼로 사용되며, 주로 다음과 같은 목적을 가지고 있습니다:
게이트 저항 감소: Source Follower는 다음 스테이지의 큰 게이트 커패시턴스를 낮은 출력 임피던스로 구동하여, 회로의 고주파 응답 특성을 개선하는 데 기여합니다. 즉, Pass Transistor의 Gate에서 로드로의 높은 커패시턴스를 낮추어 고주파에서의 성능을 향상시킵니다.
위상 여유 개선: Source Follower는 Pass Transistor에서의 gate pole을 더욱 높은 주파수로 밀어내어 시스템의 위상 여유를 확보하는 데에 도움을 줍니다. 이는 안정적인 회로 동작을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
부하 영향 차단: 부하로 인한 불안정성을 막기 위해 사용됩니다. 특히, 부하 조건에 따른 루프 게인 변화와 그에 따른 안정성 변화를 줄여줍니다.
Buffer 없이 Feed-forward Capacitor를 사용하여 PM을 60도 정도로 유지하려는 시도는 매우 훌륭한 접근입니다. 이는 낮은 주파수에서의 위상 보강을 통해 안정성을 확보할 수 있게 합니다. 그러나:
Feed-forward Capacitor 사용의 한계: Feed-forward Capacitor는 위상을 보강하는 데 유리하지만, 부하 조건 변화에 대한 완벽한 해결책이 되진 못할 수 있습니다.
시스템 응답 속도: Source Follower는 시스템의 응답 속도를 조절하는 데 장점이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 급격한 전류 변화에 따른 빠른 응답을 보장할 수 있습니다.
따라서, Source Follower를 사용하면 특히 고주파 응답이나 부하 영향 감소 측면에서 이점이 있을 수 있습니다. 하지만 모든 회로에서 필수적인 것은 아니며, 설계 조건에 따라 필요 여부가 달라질 수 있습니다.
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