LDO稳压器工作原理详细分析VIP专享VIP免费

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...