Diseño de un regulador de voltaje PMOS estable

Correcto : el circuito provisto por Motorola es incorrecto y también muestran este circuito usando un PNP que tiene el amplificador operacional conectado de la manera "correcta": -

Es una gran sorpresa que alguien de Motorola se haya salido con la suya con este error realmente grave. En el circuito de arriba, muestro flechas (rojas) para indicar la presencia de retroalimentación negativa; en la parte inferior de R1, asumí que el voltaje de salida estaba aumentando; esto haría que la salida del amplificador operacional cayera y esto haría que el colector del transistor NPN aumentara, lo que a su vez hace que el colector del PNP caiga; el efecto es una retroalimentación negativa porque cualquier lado de R1 tiene flechas contradictorias.

Siguiendo con este circuito y suponiendo que el amplificador operacional del circuito PMOS se conectó correctamente, existen grandes problemas de implementación al intentar usar esta topología y esto también se aplica a la pregunta de hace varios días que se captura en el diagrama superior en la pregunta del OP.

Un amplificador operacional tiene ganancia de bucle abierto y una característica de cambio de fase asociada, lo que significa que cuando se aplica una retroalimentación negativa local, funciona PERO "solo". Cualquier cambio de fase o ganancia probablemente dará como resultado una retroalimentación positiva en alguna frecuencia alta que inutilice el amplificador operacional. Esto es particularmente notable en configuraciones de ganancia unitaria; de hecho, ¡muchos amplificadores operacionales se especifican como inestables en configuraciones de ganancia unitaria!

Los fabricantes de amplificadores operacionales querrán tanta ganancia de bucle abierto como puedan para proporcionar al usuario potencial un dispositivo que tenga un producto de ancho de banda de ganancia decente: tienen que competir con otros proveedores, por lo que este es su objetivo (o uno de ellos).

El regulador PNP anterior muestra dos transistores y un amplificador operacional, todo dentro de un circuito de retroalimentación negativa de ganancia unitaria y, aunque dije anteriormente que tiene retroalimentación negativa (por la posición de las flechas rojas), de hecho cantaría como un canario. El "amplificador de error", si se supone que es un amplificador operacional estándar listo para usar, ya está "cerca" de la inestabilidad y agregar la ganancia de dos transistores provocaría una inestabilidad completa.

Entonces, a pesar del error en el circuito PMOS en la pregunta del OP, debemos suponer que el amplificador de error del "amplificador operacional" es, de hecho, un amplificador de diferenciación estable con muy poca ganancia y muy poco cambio de fase.

Yendo a la pregunta del OP sobre la disipación de energía, la pérdida de energía en el regulador PNP o PMOS se calcula más fácilmente usando la diferencia de voltaje en el transistor multiplicada por la corriente de salida en la carga.

La fórmula que usa I ^ 2 y R es más parecida a un regulador de conmutación porque el PMOS alternaría entre "encendido" y "apagado".

¿Es correcto entonces suponer que usando una gran ganancia en el circuito de retroalimentación del regulador de voltaje PMOS, se obtiene un regulador cuasi-PWM?

Diría NO porque no hay intención de controlar la frecuencia de operación y el circuito simplemente golpearía los topes de los rieles en una dirección y permanecería allí, no se regulará.

Los puntos menores: -

1. No estoy de acuerdo con que los circuitos reguladores FET generalmente se presenten usando JFET: los JFET no tienen el poder para manejar la mayoría de las aplicaciones y su característica de "encendido" suele ser muy pobre en comparación con los 10 mili ohmios inferiores que puede obtener de MOS
2. Las cargas capacitivas pueden estabilizar y desestabilizar tanto los reguladores lineales como los de conmutación, y es difícil dar ejemplos y ser breve.

Si me he perdido algo en la pregunta, por favor hágamelo saber.