Altium Designer 21常见问题解答500例
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.86 什么是LDO电路?

LDO是一种低压降线性稳压器,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误差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。更新的发展是使用MOS功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用MOS功率晶体管,通过稳压器的唯一压降是由电源设备负载电流的ON电阻造成的。如果负载较小,则这种方式产生的压降只有几十毫伏。

低压降线性稳压器的成本低,噪声小,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO可达到以下指标:输出噪声为30μV,PSRR为60dB,静态电流为6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5μA),电压降只有100mV(TI公司量产了号称0.1mV的LDO)。LDO的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管用的是P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器使用的是PNP晶体管。P沟道MOSFET是由电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另外,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力,输入和输出之间的电压降不可以太低,而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由于MOSFET的导通电阻很小,故它上面的电压降非常低。

LDO的四大关键数据是压差(Dropout)、噪声(Noise)、电源抑制比(PSRR)、静态电流(Iq),所以在选择应用LDO的时候,尽量结合这四大要素进行选择。