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(zhǔn)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(zhǔn)源電壓快速建立，輸出隨著輸入不斷上升，當(dāng)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(zhǔn)電壓值，此時誤差放大器將輸出反饋電壓和基準(zhǔn)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(zhǔn)電壓源、一個比例輸出電壓與基準(zhǔn)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(zhǔn)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(rèn)為當(dāng)輸出電壓下降到低于標(biāo)稱值100 mv時是達到的目標(biāo)。表征這ldo穩(wěn)壓器的關(guān)鍵指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器、準(zhǔn)ldo和ldo 。 標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)ldo穩(wěn)壓器，通常使用達林頓復(fù)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(fù)合管的壓降，vsat (pnp)+vbe (npn) 通常大約為1v -比ldo高但比標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器低。 圖2 準(zhǔn)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(zhǔn)ldo或標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器大。 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓器，但是應(yīng)該考慮到ldo穩(wěn)壓器的最大輸入電壓指標(biāo)比標(biāo)準(zhǔn)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。