低压差稳压器

✍ dations ◷ 2025-04-26 22:11:28 #线性集成电路

低压差稳压器(英语:Low-dropout regulator,LDO),又称低压差线性稳压器、低压降稳压器,是线性直流稳压器的一种,用途同是提供稳定的直流电压电源。相比于一般线性直流稳压器,低压差稳压器能于更小输出输入电压差的情况下工作。

第一个低压降稳压器是输出可调式设计,在1977年发表于杂志"Electronic Design",题为"Break Loose from Fixed IC Regulators"。该文章作者是Robert Dobkin,当时他任职于美国国家半导体(英语:National Semiconductor),该公司因此声称是低压降稳压器的发明者。Dobkin其后在1981年离开National Semiconductor并与Robert J. Widlar 一起创立Linear Technology,现为该公司的CTO。

首枚低压降稳压器集成电路是LT1083。

低压差稳压器原理上与一般的线性直流稳压器基本相同,分别在于低压差稳压器输出端的功率由NPN晶体管共集极架构,改为PNP集电极开路架构(以使用双极性晶体管以言)。这种架构下,功率晶体管的控制极只要利用对地的电压差就能让晶体管处于饱和导通状态,因此输入端只需高出输出端多于功率晶体管的饱和电压,稳压器就能运作,稳定输出电压。

这类设计在保持稳定性方设计难度较高,因为输出级的阻抗较大,较易不稳定或起振。

低压差稳压器所使用的功率晶体管可以是 双极性晶体管或场效晶体管 。

双极性晶体管因为基极电流的关系,会耗用额外的电流,增加功耗,在相对高输出电压、低输出电流、低输出输入电压差的情况下尤其明显。

场效晶体管没有双极性晶体管的功耗问题,但其所需导通的闸极电压限制了其在低输出电低的应用,而且场效晶体管管的成本较高。随着半导体技术的进步,这两方面的问题都得以改善。

低压差稳压器样重要的参数有压降电压、压差(Dropout voltage)、静态耗电电流、静态电流(quiescent current)、负载调节( Load Regulation ),线性调节(Line Regulation),最大输出电流,速度,瞬态响应(Transient response)…等。个别低压差稳压器会标明电源抑制比(PSRR),输出噪声(Output noise)。

静态电流,即稳压器自身消耗的电流,也就是稳压器内部的耗电量,测量方法是输入电流减去输出电流:

I Q = I I N I O U T {\displaystyle I_{Q}=I_{IN}-I_{OUT}}

一般低压差稳压器的静态电流都相当低,这使得压差稳压器可以长时间处于备用状态而有不会有明显电力损耗。低压差稳压器的功耗为:

P L O S S = V I N × I Q {\displaystyle P_{LOSS}=V_{IN}\times I_{Q}}

电源抑制比描述对电源噪声的抑制能力(PSRR),对低压降稳压器而言就是其抑制输入电源对输出的影响。 这个能力会随噪声的频率而改变,对稳压器而言,整体上噪声频率越高,抑制能力越低,输出所受的影响越大。一般低压降稳压器在1kHz以下都有不错的PSRR。

低压差稳压器的电源抑制比对音频线路、类比数位转换(ADC)或数位类比转换器(DAC)线路相当重要,由于低压差稳压器在高频的PSRR较低,对射频线路的帮助相对有限。

LDO (Low Dropout Linear Regulator) Introduction
LDO 的特性

相关

  • 胡克定律胡克定律/虎克定律(Hooke's law),是力学弹性理论中的一条基本定律,内容:固体材料受力后,应力与应变(单位变形量)成线性关系,满足此定律的材料:线弹性/胡克型(Hookean)从物理的角度
  • 彩色摄影彩色摄影是一种拍摄彩色照片的摄影技术。在拍摄彩色照片时,电子传感器或感光化学物质会在曝光的一瞬间记录下色彩,其原理则是根据人眼的感光原理混合红、绿及蓝色(三原色)光形成
  • 德·昆西托马斯·彭森·德·昆西(Thomas Penson De Quincey,/də ˈkwɪnsi/;1785年8月15日-1859年12月8日)是一位英国散文家,以其《一个英格兰鸦片吸食者的自白(英语:Confessions of an Eng
  • 和平宪法政治主题《日本国宪法》,又被称为《和平宪法》、《战后宪法》,是日本现行宪法,在1946年11月3日公布、1947年5月3日起施行。该宪法是日本政府在二战战败投降之后的盟军占领时期
  • 加保扶克百威(英语:Carbofuran)是氨基甲酸酯类农药,目前市面上毒性最强的农药之一。由于鸟类可能误食颗粒状克百威农药致死,美国环保署只允许此产品以液态形式销售。此外,从2009年开始,美
  • 高分子物理学高分子物理(英语:Polymer physics)是研究高分子物质物理性质的科学。其研究的主要方向包括高分子形态,高分子机械性能,高分子溶液,高分子结晶等热力学和统计力学方向的学科,以及高
  • 六氰合二镍(I)酸钾六氰合二镍(I)酸钾是一种无机化合物,化学式为K4,分子中存在Ni-Ni键。它是亮红色固体,在空气中放置因氧化而缓慢变黄。在液氨中,用金属钾还原四氰合镍(II)酸钾可以得到六氰合二镍
  • 氢氧化镍氢氧化镍(Ni(OH)2)是一种不溶于水的氢氧化物,是绿色沉淀,常用于蓄电池的电极。电池使用过程成它被氧化成氢氧化氧镍。在六水合镍离子的溶液中加强碱得到氢氧化镍沉淀。它的矿物
  • 痣蛾科痣蛾科(学名:Blastobasidae),又名粗角蛾科,是鳞翅目有喙亚目异脉下目之下一个有争议的科级分类级别,是麦蛾总科之下的一种蛾。本科物种几乎在全球均可见其踪影,但有不少地方都是因
  • 蒙上你的眼《蒙上你的眼》(英语:),是一部于2018年上映的美国末日惊悚片,由苏珊娜·比尔执导、艾瑞克·赫瑟勒编剧。电影改编自乔许·梅勒曼(英语:Josh Malerman)的2014年同名小说(英语:Bird Box),