LDO 稳压器工作原理详细分析 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。 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,我们定义地...