LDO低压差线性稳压器.pdf

LDO 一、什么是LDO （低压差线性稳压器）？ 经常在某某IC上看到LDO，以为他是什么IC公司名字，其实不是。LDO是LowDrop Out(LDO)LinearVoltageRegulators 的英文缩写，中文意思是低压差线性稳压器。 LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET，从应用的 输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电 压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO （低压降）稳压器通常使用功率晶体管 （也称为传递设备）作为 PNP。这种晶体管允许饱 和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；与之相比，使用 NPN复 合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设 备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。 更新的发展使用 CMOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS，通过稳压 器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小，这种方式产生的压 降只有几十毫伏。 二、LDO （低压差线性稳压器）的基本原理 低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1 和R2、比较放大器A组成。 图1-1 低压差线性稳压器基本电路 取样电压加在比较器A 的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref相比较，两者 的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout 降 低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减 小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的 前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受 比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。 应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关 断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET。 三、LDO(低压差线性稳压器)的主要参数 1．输出电压(OutputVoltage) 输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考 虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定输出电压稳压器 使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调整的，所以稳压器精度很高。但是其设定 的输出电压数值均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影 响稳定精度。 2．最大输出电流(MaximumOutputCurrent) 用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压 器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选 择适当的稳压器。 3．输入输出电压差(DropoutVoltage) 输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电 压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V 电 压，就能使输出电压稳定在5.0V。 4．接地电流(GroundPinCurrent) 接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电 流有时也称为静态电流，但是采用PNP 晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确 的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。 5．负载调整率(Load Regulation) 负载调整率可以通过图2-1和式2-1来定义，LDO 的负载调整率越小，说明LDO抑制负载 干扰的能力越强。 图2-1OutputVoltage OutputCurrent 上式中： △Vload—负载调整率； Imax—LDO最大输出电流； Vt—输出电流为Imax时，LDO 的输出电压； Vo—输出电流为0.1mA时，LDO 的输出电压； △V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差； 6．线性调整率(Line Regulation) 线性调整率可以通过图2-2和式2-2来定义，LDO 的线性调整率