,淺談低壓差線(xiàn)性穩壓器（LDO）的壓差和功耗

便攜產(chǎn)品電源設計需要系統級思維，在開(kāi)發(fā)由電池供電的設備時(shí)，諸如手機、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗產(chǎn)品，如果電源系統設計不合理，則會(huì )影響到整個(gè)系統的架構、產(chǎn)品的特性組合、元件的選擇、軟件的設計和功率分配架構等。同樣，在系統設計中，也要從節省電池能量的角度出發(fā)多加考慮。例如現在便攜產(chǎn)品的處理器，一般都設有幾個(gè)不同的工作狀態(tài)，通過(guò)一系列不同的節能模式（空閑、睡眠、深度睡眠等）可減少對電池容量的消耗。即當用戶(hù)的系統不需要最大處理能力時(shí)，處理器就會(huì )進(jìn)入電源消耗較少的低功耗模式。[1]帶有使能控制的低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)是不錯的選擇。

　　低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)的結構主要包括啟動(dòng)電路、恒流源偏置單元、使能電路、調整元件、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：系統加電，如果使能腳處于高電平時(shí)，電路開(kāi)始啟動(dòng)，恒流源電路給整個(gè)電路提供偏置，基準源電壓快速建立，輸出隨著(zhù)輸入不斷上升，當輸出即將達到規定值時(shí)，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(shí)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(jìn)行放大，再經(jīng)調整管放大到輸出，從而形成負反饋，保證了輸出電壓穩定在規定值上；同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化，這個(gè)閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變，即：

　　VOUT=（R1+R2）/R2 * Vref

　　產(chǎn)生壓差的主要原因是，在調整元件中有一個(gè)P溝道的MOS管。當LDO工作時(shí)MOS管道通等效為一個(gè)電阻，RDS(ON),

　　VDROPOUT = VIN - VOUT = RDS(ON) x IOUTR.

　　由此得出低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)的一個(gè)重要特性，在輸入電壓大于最小工作電壓和輸出電壓其標稱(chēng)值范圍內，負載電流為零時(shí)，輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，這就是LDO的跟隨特性，待輸出電壓達到其標稱(chēng)值后不隨輸入而變化，從而達到穩壓的目的，這就是LDO的穩壓特性。如圖為圣邦微電子的SGM2007輸入電壓和輸出電壓的曲線(xiàn)。