взято здесь: http://tqfp.org/circuit-design/pochemu-stabilizatory-ne-druzhat-s-keramicheskimi-kondensatorami.html
Сейчас наткнулся на интересный аппноут от TI, в котором рассказывают, почему стабилизаторы с низким падением напряжения (LDO) не дружат с керамическими конденсаторами. Краткий пересказ с кучей отсебятины — ниже.
Дабы всем стало понятно, о чем идет речь, кратко напомню, как возникает «возбуд» в системах с обратной связью. Представим, что сигнал от выхода ОУ до его отрицательного входа задерживается больше чем на пол периода на некоторой частоте (на любой из частот, где усиление системы больше 1), тогда, когда усилитель выдает на выход 1, на вход приходит -1, и наоборот, когда выдает на выход -1, на вход получает 1. Вот и получается такой себе генератор.
Cхема типичного LDO выглядит вот так:
Смысл в том, что в ней есть два полюса (полюс — это то, что «замедляет» сигнал): полюс, который образует выходной конденсатор (Cout) с нагрузкой и полюс, который образует интегратор (Ccomp) на внутреннем ОУ. Два полюса достаточно для того, чтобы схема стала генератором.
Да, Ccomp нужен для того, чтобы ограничить полосу пропускания ОУ. Если она будет слишком широкой, то придется бороться с дополнительными полюсами, которые живут выше по частоте, к примеру, с полюсом, связанным с затвором выходного транзистора
Для того, чтобы схема работала стабильно, эти полюса нужно компенсировать, для этого сигнал нужно «ускорить» (или, ввести нуль). Для этого, обычно, используют ускоряющий конденсатор, на схеме это Cff. Проблема с ним в том, что чем ближе напряжение стабилизации стабилизатора к опорному, тем меньше резистор, который работает в паре с ускоряющим конденсатором, и, тем больше нужен сам конденсатор. В конце-концов такой конденсатор оказывается сложно сделать на кристалле, а внешние конденсаторы ставить — моветон, поэтому, нужен другой «ускоритель» сигнала.
Такой «ускоритель» есть, и это — ESR (паразитное сопротивление) выходного конденсатора. ESR не дает выходному конденсатору заряжаться и «съедать» сигнал, тем самым, ускоряя его (внося нуль).
Так вот, у танталовых конденсаторов ESR порядка 500мОм, и это идеально подходит для стабилизации стабилизатора. ESR керамических конденсаторов — около 5мОм, и, из-за этого, нуль получается сильно высокочастотный и никак не влияет на стабильность стабилизатора. За что боролись, на то и напоролись.
Как решить эту проблему? Да очень просто, не надеяться на нуль выходного конденсатора, а внести свой:
Раньше этого не делали просто потому, что керамических конденсаторов большой емкости просто не было. Но сейчас они стали массово применяться и возник целый класс стабилизаторов, который так и называют «Ceramic Stable LDO».
Для примера несколько стабилизаторов, которые работают с керамикой:
Кстати, тут нарушается правило «чем больше, тем лучше», так любимое всеми нами. Для стабильности нужно ставить конденсатор минимальной возможной емкости. Минимальная емкость обычно указывается в даташитах, но из-за плохой температурной стабильности керамических конденсаторов, ее стоит увеличить в двое и ставить ближайший номинал.