在低压差线性稳压器（LDO）的设计中，MOS 管扮演着至关重要的角色，它作为调整元件，通过改变自身的导通电阻来维持输出电压的稳定。其工作原理是：当输出电压发生变化时，反馈网络会将信号传递给误差放大器，误差放大器将反馈电压与基准电压进行比较后，调整 MOS 管的栅极电压，从而改变 MOS 管的导通程度，调整压降，终使输出电压保持稳定。
LDO 中可选用 PMOS 或 NMOS 作为开关管，它们各有特点。若在 LDO 中使用 PMOS 作为开关管，其驱动相对容易。因为 PMOS 栅极电压只需低于源极电压（即输入电压）一定的值就可以导通，误差放大器可能直接输出到栅极来控制 PMOS 的导通状态。而若采用 NMOS 作为开关管，误差放大器可能需要输出比输出电压更高的电压，这就需要电荷泵或者自举电路，增加了电路的复杂性。不过，NMOS 具有导通电阻低的优势，适合大电流应用场景，并且可能使 LDO 的压差更低。
下面我们具体分析使用 PMOS 的 LDO 在电压变化时，内部各个器件的变化情况。当输出电压 Vout 下降时，串联反馈电阻中间的反馈电压 Vfb 也会随之下降。当 Vfb 电压下降时，误差放大器会输出栅极电压 Vg 下降，而输入电压 Vin（即源极电压 Vs）保持不变，因此 PMOS 的栅源电压 Vgs 减小（注意 PMOS 的 Vgs 是负值）。随着 Vgs 的减小，输出电流 Ids 会增加，进而使输出电压 Vout 上升（如图 2）。这样就完成了反馈调节，使 Vout 又回到正常电位（如图 1）。通过提升输入电压，可以使 VGS 值负向增大，能达到的导通电阻 RDS 值越低。因此，PMOS 架构在较高的输出电压下具有较低的压降。
图 1：PMOS 的 LDO 变化过程
图 2：PMOS 的 Vgs&Vds&Id 特性曲线
同理，我们来分析使用 NMOS 的 LDO 在电压变化时，内部各个器件的变化情况。当输出电压 Vout 下降时，串联反馈电阻中间的反馈电压 Vfb 同样会随之下降。当 Vfb 电压下降时，误差放大器会输出栅极电压 Vg 上升（此过程可能会使用电荷泵电路），而输出电压 Vout（即源极电压 Vs）减小，因此 NMOS 的栅源电压 Vgs 增大（注意 NMOS 的 Vgs 是正值）。随着 Vgs 的增大，输出电流 Ids 会增加，从而使输出电压 Vout 增加（如图 4）。完成反馈调节后，Vout 又回到正常电位（如图 3）。电压轨用作误差放大器的正电源轨，并支持电荷泵将提升输入电压 VIN，以便误差放大器在缺少外部偏置电压轨 VBIAS 的情况下仍可以生成更大的 VGS 值，从而在低输出电压下达到超低压降。
图 3：NMOS 的 LDO 变化过程
图 4：NMOS 的 Vgs&Vds&Id 特性曲线
综上所述，在 LDO 的设计中，选择 PMOS 还是 NMOS 作为开关管，需要根据具体的应用场景和设计要求来综合考虑。PMOS 驱动简单，适用于对电路复杂性要求较低的场景；而 NMOS 导通电阻低，适合大电流、低电压差的应用场景。
