LDO穩壓器的工作原理及基本參數解析
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摘要 : LDO 是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓,是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。
LDO 是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產生經過調節的輸出電壓。
所謂壓降電壓,是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO(低壓降)穩壓器通常使用功率晶體管(也稱為傳遞設備)作為 PNP。這種晶體管允許飽和,所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓,通常為 200mV 左右;與之相比,使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設備,其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設備類似。

LDO的工作原理
下面是LDO的內部框圖,大致的工作原理就是:參考電壓Vref和反饋電壓FB(VOUT通過兩個電阻分壓)分別接在誤差放大器的反向和正向端,然后輸出誤差量,再通過MOS drive調整輸出電壓大小,達到輸出穩定。當輸出電壓增大時,FB增大,放大器輸出電壓增加,PMOS管的G極電壓增大,Usg減小,PMOS的輸出電流和電壓較小,形成了一個負反饋系統。
LDO基本參數解釋
靜態功耗:英文Quiescent Current,輸出電流為0時的輸入電流,即VOUT空載時輸入電流。好的LDO和差的LDO相比較,是在電源紋波抑制比PSRR差不多的時候,靜態耗流會更低。
關閉功耗:英文Shut down Current,使能腳拉低,VOUT=0V時,VIN上消耗的電流即為關閉功耗,一般在1uA以內,越小越好。
電源紋波抑制比:英文PSRR,這個參數越大越好,代表抑制輸入紋波的能力越強,一般SPEC給出的是1KHz下的值,如:68dB@F=1KHz,LDO的最大的優點之一是它們能夠衰減開關模式電源產生的電壓紋波,所以一般在100K到1MHz之間的PSRR非常重要,這也是為什么我們經??匆奃C-DC后面搭配一個LDO使用,敏感的模擬電源AVDD上,如ADC,Camera等,選擇高PSRR的LDO。
輸出電流:設計時預留50%的余量,實際運用過程中,輸出電流的大小和輸入輸出電壓都有關系。
輸入電壓:規定設計輸入電源范圍。
輸出電壓:分為可調和固定,根據實際情況選擇在,一般最好選擇固定的。
輸出電壓精度:一般是2%,還有5%的。
耗散功率:使用時LDO的消耗的功耗不能超過這個值,否則LDO可能會損壞。
地電流:英文Ground Current,指的是輸入電流和輸出電流的差值。指的是LDO正常工作狀態,在特定的負載下,LDO自身消耗的電流。