随着便携式设备(电池供电)在过去十年间的快速增长,象原来的业界标准 LM340 和 LM317 这样的稳压器件已经无法满足新的需要。这些稳压器使用 NPN 达林顿管,在本文中称其为 NPN 稳压器(NPN regulators)。预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差(Low-dropout)稳压器(LDO)和准LDO 稳压器(quasi-LDO)实现了。 (原文:Linear Regulators: Theory of Operation and Compensation ) NPN 稳压器(NPN regulators) 在NPN稳压器(图1:NPN稳压器内部结构框图)的内部使用一个 PNP管来驱动 NPN 达林顿管(NPN Darlington pass transistor),输入输出之间存在至少 1.5V~2.5V 的压差(dropout voltage)。这个压差为: Vdrop = 2Vbe +Vsat(NPN 稳压器) (1) LDO 稳压器(LDO regulators) 在LDO(Low Dropout)稳压器(图 2:LDO 稳压器内部结构框图)中,导通管是一个PNP 管。LDO 的最大优势就是 PNP 管只会带来很小的导通压降,满载(Full-load)的跌落电压的典型值小于 500mV,轻载(Light loads)时的压降仅有 10~20mV。LDO 的压差为: Vdrop = Vsat (LDO 稳压器) (2) 准LDO 稳压器(Quasi-LDO regulators) 准LDO(Quasi-LDO)稳压器(图 3: 准 LDO 稳压器内部结构框图)已经广泛应用于某些场合,例如:5V 到 3.3V 转换器。 准LDO 介于 NPN 稳压器和 LDO 稳压器之间而得名, 导通管是由单个 PNP 管来驱动单个 NPN 管。 因此,它的跌落压降介于 NPN稳压器和LDO 之间: Vdrop = Vbe +Vsat (3) 稳压器的工作原理(Regulator Operation) 所有的稳压器,都利用了相同的技术实现输出电压的稳定(图 4:稳压器工作原理图)。输出电压通过连接到误差放大器(Error Amplifier)反相输入端(Inverting Input)的分压电阻(Resistive Divider)采样(Sampled),误差放大器的同相输入端(Non-inverting Input)连接到一个参考电压Vref。 参考电压由 IC 内部的带隙参考源(Bandgap Reference)产生。 误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此,它提供负载电流以保证输出电压稳定: Vout = Vref(1 + R1 / R2) (4) 性能比较(Performance Comparison) NPN,LDO 和准LDO 在电性能参数上的最大区别是:跌落电压(Dropout Voltage)和地脚电流(Ground Pin Current)。跌落电压前文已经论述。为了便于分析,我们...