16年初入某公司，像一个好奇的猫，在闲来无事翻看早期案例时，看到过某部门为某老款产品的LDO电容更换为MLCC电容后，产品故障率超标的事件。
现在试着回忆一下，并把机理讲述清楚。
背景
LDO电路设计表面上看起来很简单，输入和输出各接一个电容就行了。没有开关电源那样的开关噪声，纹波抑制特性又好，自身噪声又小，故在小信号场景上比较受欢迎。
该项目使用了一款老型号LDO，早期产品出货很多，故障率中规中矩。到了产品更新换代的时候，为了节省成本与布局面积，将电容更改为MLCC，彼时并没有投入过多关注，换个电容而已，能有什么幺蛾子？
但市场的故障率飙升反馈着实让人大吃一惊，遂要查找根因。在debug时，部分机器能测到LDO纹波异常偏高，甚至有上百mV之多，可谓是波涛汹涌，大致如下图所示。
查来查去才发现，是因为更换后的MLCC电容ESR偏低较多，破坏了原有的零点补偿，导致相位裕度不足、振荡发生的概率增加，影响负载模块，故FFR飙升。
原理
LDO业已问世很长时间，早期的LDO在开发时，世界上还没有大规模流行低ESR电容（典型器件MLCC），所以是按照以高ESR Cout电容而设计的误差放大器的相位补偿。
如下图，早期的LDO中通常有三个极点（Pole）：
- 主极点，Dominant Pole，简称P(DOM)，由误差放大器内部补偿电容形成，几百Hz附近，控制低频增益，重要性较强。
- 负载极点，简称P(load)，由Cout与负载共同形成。
- 功率管栅极极点，简称P(PASS)，由功率管栅极寄生电容+驱动电阻所致，引入第三个滞后。
我们都知道LDO是一个负反馈系统，为了在任何负载条件下都能稳定工作（不振荡），其环路的相位裕度必须足够才好，最好在60°以上。有点像你在社会上混，钱包越鼓越安心，越少则越容易焦虑、炸毛。
而现在，极点起到的是滞后作用，每个极点最大能贡献90°的滞后，而三个极点叠加，最大能引入270°的相移。
别说余量了，几个极点的叠加，极有可能直接形成360°的正反馈（极点形成180°滞后 + 误差放大器180°反相），如果此时系统增益不低于0dB，则势必会振荡。
相比于极点的滞后，零点（Zero）有超前的作用，所以这种老式LDO最常见的补偿方法是在系统中插入一个零点，以补偿相移和滚降速度，起到救火的作用。
通常最简单、最低成本的方案是巧妙利用Cout的ESR和Cout的容值产生一个零点，该零点的表达式如下：
如下图，通过对比可以看出，这个零点确实能拉回一部分被极点拖下去的相位，老式LDO非常依赖这个零点来提升相位裕度。
钽电容ESR通常在0.5Ω - 3Ω，铝电解电容的ESR更大一些，零点频率尚在预期的频率范围内，可抵消其他极点造成的相位滞后。
而MLCC则有显著不同，其ESR通常为几毫欧到几十毫欧，这就导致了零点频率偏高，覆盖不上中频段的相位滑坡，起不到预期的补偿作用，于是原本稳定的系统就崩了。
老式的LDO在规格书中也有写清楚ESR的范围，以TI的TPS76030 LDO为例，有规定最小值，让工程师不要乱搞，如下图所示。
现代LDO
早期的LDO搭配低ESR电容，零点频率过高，起不到补偿的作用，容易振荡。现在MLCC电容广泛铺开，因此现在的LDO在设计上对此有改进，通过在内部进行零点补偿，降低了外部电容的影响。
以TI的TPS7A25 LDO为例，其在datasheet中明确表述了，低ESR对电路来说是稳定的，无需过分关心输出电容的ESR。
