低压差线性稳压器(LDO)^<摘要：本文论述了低压差线性稳斥器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO的典型应用和国内发展概 况引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电 源电压都将在很大范围内变化比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V，放完电后的电压为2.3V，变 化范围很大各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响为了保证供电电 压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、 无噪声)，以免影响电子设备正常工作为了满足精密电子设备的要求，应在电源的输入端加入线性稳压 器，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波［1］一. LDO的基本原理低压差线性稳压器(L DO)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二. 低压差线性稳压器的主要参数.输出电压(Output Voltage)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(Maximum Output Current)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(Dropout Voltage)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 5.0V4.接地电流(Ground Pin Current)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 2-1 Output Voltage&Output CurrentAVLoadAVVcxl_(2-1)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一负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差.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的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小， LDO的性能越好。
图 2-2 Output Voltage&Input VoltageAVAVbne=Vox(V_-Vo)X100%△Vline—LDO线性调整率Vo—LDO名义输出电压Vmax—LDO最大输入电压△V—LDO输入Vo到Vmax'输出电压最大值和最小值之差7.电源抑制比(PSSR)LDO的输入源往往许多干扰信号存在PSRR反映了 LDO对于这些干扰信号的抑制能力三. LDO的典型应用低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示图3-1(a)所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电 压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压在该电路中，低压差线性稳压器的 作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出 端接入低压差线性稳压器，如图3-1(b)所示低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用 寿命同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保 证输出电压稳定众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特 别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图2-3(c) 所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降 低在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压， 因此必须由多只稳压器供电为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作 于睡眠状态为此，要求线性稳压器具有使能控制端有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能 的供电系统如图3-1(d)所示图3-1低压差线性稳压器(LDO)典型应用.国内LDO发展概况中国集成电路(IC)产业经过40余年的发展，已经形成了一个良好的产业基础，并已经进入了一个加速发展 的新阶段［2］借鉴国外先进技术，充分利用国内优惠政策，是当前国内各个IC公司发展的立足点作为被广泛应用于、DVD、数码相机以及Mp3等多种消费类电子产品中的稳压芯片，LDO已引起人 们的高度重视国内早期从事LDO生产的圣邦微电子有限公司生产的SG2001、SG2002及SG2003系列 LDO，足以满足当前市场上主流电压、电流的需要；它的SG2004、SG2011以及SG2012系列产品，非常 适合于大电流负载应用；而它的SGM2007/2006/2005系列RF LDO更适用于电源的应用。
尽管是国产 芯片，但这些芯片的性能丝毫不逊色于国外同类产品，而价格更适合于当前国内市场由此看来，国内与国外IC发展的差距将不会越来越大，每个国人都可以相信，中国不仅可以成为IC产业 的新兴地区，更能成为世界IC强国参考文献1. 王国华，王鸿麟，羊彦等.便携电子设备电源管理技术.西安电子科技大学出版社.2004,12. 蔺建文.正在崛起的中国集成电路产业.国家集成电路设计西安产业化基地.2002作者：曹会宾。