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1. LDO Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2. Series Pass Element I-V Characteristic and LDO Equivalent Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3. NMOS Operation With LDO in Saturation Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4. NMOS Operation With LDO in Dropout Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
5. Typical Input/Output Voltage Characteristics of a Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
6. Dropout Region of TI TPS76333 (3.3-V LDO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
7. I-V Characteristic of Bipolar Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
8. I-V Characteristic of MOS Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
9. Quiescent Current and Output Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
10. Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
11. Pass Element Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
12. PMOS Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
13. Load Transient Response of TPS76350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
14. TPS76350 Output Voltage With Respect to Output Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
15. Line Transient Response of TPS76333 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
16. TPS76333 Output Voltage With Respect to Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
17. 1.2-V, 100-mA LDO Voltage Regulator With Output Capacitor of 4.7 mF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
18. Transient Response of Step Load Change of 1.2-V, 100-mA LDO Voltage Regulator
With an Output Capacitor Co=4.7 mF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
19. AC Model of a Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
20. Frequency Response of the LDO Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
21. LDO Frequency Response Without Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
22. LDO Frequency Response With External Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
23. Unstable Frequency Response of LDO With too High ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
24. Unstable Frequency Response of LDO With too Low ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
25. Range of Stable ESR Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
26. LDO With Reference Voltage Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
27. LDO With Error Amplifier Voltage Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
28. LDO With Sampling Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
29. LDO Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
List of Tables
1 Comparison of Pass Element Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2. Series Pass Element I-V Characteristic and LDO Equivalent Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3. NMOS Operation With LDO in Saturation Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
4. NMOS Operation With LDO in Dropout Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
5. Typical Input/Output Voltage Characteristics of a Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
6. Dropout Region of TI TPS76333 (3.3-V LDO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
7. I-V Characteristic of Bipolar Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
8. I-V Characteristic of MOS Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
9. Quiescent Current and Output Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
10. Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
11. Pass Element Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
12. PMOS Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
13. Load Transient Response of TPS76350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
14. TPS76350 Output Voltage With Respect to Output Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
15. Line Transient Response of TPS76333 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
16. TPS76333 Output Voltage With Respect to Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
17. 1.2-V, 100-mA LDO Voltage Regulator With Output Capacitor of 4.7 mF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
18. Transient Response of Step Load Change of 1.2-V, 100-mA LDO Voltage Regulator
With an Output Capacitor Co=4.7 mF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
19. AC Model of a Linear Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
20. Frequency Response of the LDO Voltage Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
21. LDO Frequency Response Without Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
22. LDO Frequency Response With External Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
23. Unstable Frequency Response of LDO With too High ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
24. Unstable Frequency Response of LDO With too Low ESR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
25. Range of Stable ESR Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
26. LDO With Reference Voltage Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
27. LDO With Error Amplifier Voltage Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
28. LDO With Sampling Resistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
29. LDO Regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
List of Tables
1 Comparison of Pass Element Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
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