携帯型機器向け電源ICの低消費電力技術 ――携帯型機器とともに歩むLDO電圧レギュレータ技術の軌跡
LDOの三つのブロック(図7)について,それぞれの課題を以下に示します.
図7 LDO電圧レギュレータの課題
低電圧化に対応するために課題となっているブロックを示した.
1)差動アンプの入力段の課題
LDOの出力電圧が低電圧となるため,電圧設定用抵抗で分圧された電圧はさらに低い電圧となります.このため,差動アンプの入力に使われる基準電圧源(Vref)にも低電圧化が要求されることになります.
2)増幅回路段の課題
IC内部の差動アンプの電源電圧は,LDOへの入力電圧,すなわちDC-DCコンバータの出力電圧(1.8Vや1.5Vとその許容差程度を想定)となります.低い動作電圧であっても,高リプル除去率や優れた負荷過渡応答性を実現するために,十分なゲインが確保されている必要があります.
3)出力段の課題
入出力電圧差を小さくするため,ドライバFET(field effect transistor)のON抵抗は小さくなければなりません.しかも入力電圧が低くなっているため,低VGS(ゲート・ソース間電圧)における低ON抵抗の実現が求められます.