低壓差穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)原理

低壓差穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)主要包括啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調(diào)整元件、基準源、誤差放大器、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)，保護電路等，基本工作原理是這樣的:系統(tǒng)加電，如果使能腳處于高電平時，電路開始啟動，恒流源電路給整個電路提供偏置，基準源電壓快速建立，輸出隨著輸入不斷上升，當輸出即將達到規(guī)定值時，由反饋網(wǎng)絡(luò)得到的輸出反饋電壓也接近于基準電壓值，此時誤差放大器將輸出反饋電壓和基準電壓之間的誤差小信號進行放大，再經(jīng)調(diào)整管放大到輸出，從而形成負反饋，保證了輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上;同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化，這個閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變。

低壓差穩(wěn)壓器的分類

"線性"串聯(lián)穩(wěn)壓器(見圖1)通常包括一個基準電壓源、一個比例輸出電壓與基準電壓比較環(huán)節(jié)、一個反饋放大器和一個串聯(lián)調(diào)整管組成(雙極型晶體管或fet 管)組成，用放大器控制穩(wěn)壓器的壓降維持要求的輸出電壓值。例如，如果負載電流下降，會引起輸出電壓顯著上升，誤差電壓增大，放大器的輸出上升，調(diào)整管兩端的電壓會增加，因此輸出電壓回到其原始值。 圖1 基本的增強型pmos ldo 在圖1中，誤差放大器和pmos晶體管構(gòu)成壓控電流源。輸出電壓vout按分壓比(r1，r2)成比例下降，并且將其與基準電壓(vref)比較。誤差放大器的輸出控制增強型pmos晶體管。 穩(wěn)壓器的"壓差"是指輸出電壓與輸入電壓之間的壓差，如果此輸入電壓繼續(xù)減小那么該電路便不能穩(wěn)壓。通常認為當輸出電壓下降到低于標稱值100 mv時是達到的目標。表征這ldo穩(wěn)壓器的關(guān)鍵指標取決于負載電流和調(diào)整管的pn結(jié)溫度。 壓差對穩(wěn)壓器分為三類:標準穩(wěn)壓器、準ldo和ldo 。 標準穩(wěn)壓器，通常使用npn調(diào)整管，通常輸出管的壓降大約為2v。 準ldo穩(wěn)壓器，通常使用達林頓復合管結(jié)構(gòu)(見圖2)以便實現(xiàn)由一只npn晶體管和一只pnp晶體管組成的調(diào)整管。這種復合管的壓降，vsat (pnp)+vbe (npn) 通常大約為1v -比ldo高但比標準穩(wěn)壓器低。 圖2 準ldo電路 ldo穩(wěn)壓器通常根據(jù)壓差要求作最佳選擇，通常壓差在100 mv~200 mv 范圍。然而，ldo的缺點是其接地引腳的電流通常比準ldo或標準穩(wěn)壓器大。 標準穩(wěn)壓器比其它類型穩(wěn)壓器具有較大的壓差，較大的功耗和較低的效率。大多數(shù)情況下可使用ldo穩(wěn)壓器代替標準穩(wěn)壓器，但是應該考慮到ldo穩(wěn)壓器的最大輸入電壓指標比標準穩(wěn)壓器低。此外，有些ldo需要精心挑選外部電容器以保持穩(wěn)定性。這三種類型穩(wěn)壓器在帶寬和動態(tài)穩(wěn)定性考慮因素方面也有些不同。