重复负载瞬态行为
即使 VIN-VOUT 差值较低，TPS7A84A 低噪声 LDO 也能正常工作。 LDO 数据表通常会显示负载瞬态行为的波形。图 1 显示了 TPS7A84A 的示例。阅读数据表时，重要的是要注意获取数据的测试条件。图 1 记录了输出电容、VIN-VOUT 差分、偏置电压、原始负载电流、负载电流瞬态和负载瞬态转换速率。显示了两条曲线，的区别是添加了负载瞬变的原始基本负载。当施加负载瞬变时，输出电压下降并恢复，因为从输出电容器汲取电流，并且在 LDO 的控制环路做出反应以打开传输 FET 后的短时间内，输出电压更难提供增加的负载电流并返回 VOUT至名义上。
图 1：TPS7A84A 数据表负载瞬态性能
红色曲线表示3A-0.5A=2.5A的负载瞬态，黑色曲线表示3A-0.1A=2.9A的负载瞬态。正如预期的那样，较大的负载瞬态黑色曲线显示出比红色曲线更深的下降，但两者的性能都非常好，VOUT 仅下降了 20-30mV。有趣的是，移除负载阶跃时的超调干扰大于施加负载阶跃时的干扰，且持续时间更长。过冲幅度随着原始负载电流的减小而增大。一般来说，当负载被移除时，LDO 会短暂地继续提供其负载电流，对输出电容器充电并导致过冲。不久之后，LDO 中的控制环路做出反应，逐渐关闭其传输 FET，以允许输出降至其标称电压。绝大多数 LDO 无法主动吸收负载电流，只能提供负载电流，因此将输出电容器放电回其标称 VOUT 的是原始负载。在图 1 中，500mA 原始负载（红色曲线）将比 100mA（黑色曲线）更快地对输出电容器放电，并且 VOUT 更快返回到其标称电压。
原始负载越低，负载瞬态消除后 LDO 将其 VOUT 返回到标称值所需的时间就越长。现在，如果负载瞬态是重复的，例如某些 RF 类型负载的情况，则图 2 结果显示，以 2kHz 的速率向设置为 1.4V o/p 的 LDO 添加/删除 0.56A 的负载。移除负载与重新施加负载之间的实际时间为 0.4 毫秒。在图 2 中，个负载瞬态应用和去除给出了较低的下冲和过冲（VOUT 的下降约为 8.5mV），但第二个、第三个和后续负载瞬态显示出更差的性能。电压下降已恶化至约 112mV，即 VOUT 的 8%。
图 2：蓝色迹线 – LDO 的 VOUT，交流耦合 40mV/p，0.2ms/p。红色迹线 – 负载阶跃（低时增加负载，高时去除负载）。 LDO VIN=VBIAS=1.8V。 LDO VOUT=1.4V。 LDO 输出电容器为 47μF + 2x 10μF。 LDO 输入电容器为 47μF + 2x 10μF
这是为什么呢？原因是在次和第二次负载瞬态施加和去除之间，VOUT 尚未返回到其标称电压，因为对输出电容器放电的原始负载电流现在约为 0mA。 VOUT 缓慢返回到其标称电压。因此，LDO 中的控制环路仍然命令传输 FET 完全关闭。当第二个负载瞬变发生时，控制环路检测到 VOUT 正在下降，并且必须以相反的方式做出反应，以完全导通其传输 FET，以增加通过它的电流，从而为其输出电容器重新充电并支持增加的负载。这需要时间，因此与次负载瞬变相比，VOUT 下降得更多。
为了纠正这个问题，必须添加一些虚拟负载，以便在负载瞬变期间对输出电容器进行放电。图 3 显示了添加 140mA (10Ω) 假负载的结果。重复负载瞬变现在同样干扰 VOUT，大约下降 8.5mV。所需的虚拟负载应通过实验找到，因为不同的应用具有不同的原始负载、输出电容和负载瞬变之间的时间延迟。添加/删除重复负载瞬变时 LDO 的行为方式会产生连锁反应对为其供电的上游转换器的影响。在此应用中，DC/DC 转换器 TPS562219A 设置为 1.8V o/p，为 LDO 提供 VIN。 LDO 输出上没有虚拟负载，当 LDO 的 VOUT 经历较大下降时（图 2 - 添加第二个、第三个和后续负载瞬变），它会完全增强其传输 FET 以恢复到标称 VOUT。这会从 1.8V dc/dc 输出汲取大电流并对其产生干扰。 1.8V 下降了约 120mV。向 LDO 输出添加虚拟负载意味着 LDO 不会消耗如此大的电流，因为它会提供额外的负载瞬态，这又意味着 1.8V 的下降幅度也小得多，约为 43mV。
图 3：与图 2 相同的条件，仅在 VOUT 上添加 10Ω 虚拟负载
LDO 可能比 DC/DC 转换器噪音更大！？
传统上，当需要安静的电源轨时，会使用 LDO。 LDO 的噪声是否会比 DC/DC 转换器的噪声更大？有一个用例可以使用。 LDO 的输出噪声是 LDO 内部产生的，主要由其参考电压噪声组成。 LDO 的 VIN 上出现的噪声和纹波电压被其 PSRR 抑制，并在 VOUT 上衰减。正如我们所见，负载瞬变也会干扰 LDO 的输出电压，其控制环路旨在减弱这种影响。这三种噪声和纹波源也存在于 DC/DC 转换器中，此外，与 LDO 不同，它们的输出上还存在开关噪声和纹波。当需要安静的电源轨时，LDO 的输出不存在开关噪声和纹波，因此通常成为选择。
对于 LDO，其输出上的负载电流与其输入上出现的负载电流相同。 LDO 输出上的 1A 负载瞬态干扰会作为 1A 负载瞬态反映到其输入，因此也会反映到为 LDO 供电的上游转换器。输入上的 1A 负载瞬变会干扰为 LDO 供电的上游转换器，它还必须对这种电流变化做出响应。这会在施加负载时导致电压骤降，在移除负载时导致电压过冲。上行转换器输出上的噪声源很容易成为其输出的噪声分量，即使它是 DC/DC 转换器。如果 DC/DC 转换器输出还为其他更敏感的负载供电，那么它们将暴露于该纹波电压下，并且运行时性能可能会下降。如果将 LDO 替换为 dc/dc 转换器，则 d??c/dc 转换器的输入电流为其输出电流乘以占空比，D=VOUT/VIN，忽略损耗并取一个开关周期的平均值。因此，为该 DC/DC 转换器供电的上游 DC/DC 转换器在其输出上经历较低的负载瞬态，并且上游 DC/DC 转换器对其 VOUT 的干扰较小。因此，LDO 可能比 DC/DC 转换器的噪声更大，但不是在其输出上，而是在为其供电的上游转换器的输出上。
LDO 对低噪声模拟前端 (AFE) 的热效应
LDO 通常用于为 AFE 提供安静的电源轨。当负载电流远大于 LDO 的静态电流时，LDO 中的功耗仅由 Iout(VIN-VOUT) 给出。如果负载电流 (Iout) 较大和/或 VIN-VOUT 差异较大，则功耗可能会很大。随着 IC 封装越来越小，LDO 的温升可能会显着，导致印刷电路板 (PCB) 上出现热点。热量通过 LDO 封装散热焊盘所连接的接地层从 LDO 扩散到 PCB 中。 AFE 的一个关键性能指标是其信噪比（S/N 比）。噪声电压的一个组成部分是约翰逊/奈奎斯特噪声，由 V(rms) = sqrt(4kTBR) 给出，其中 T 是以开尔文为单位的温度，B 是带宽，R 是电阻，k 是玻尔兹曼常数。将热LDO靠近AFE放置也会导致AFE温度升高，噪声增大，信噪比下降，对系统整体性能有明显影响。虽然 LDO 放置在靠近 AFE 的位置，但应避免放置得太近。对于拥挤的 PCB，还可以考虑去除一些铜接地层以防止热量传递到 AFE，但要适度，以免干扰从 AFE 到 LDO 的接地返回电流路径。
