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|線性穩壓器的工作原理及比較

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線性穩壓器的工作原理及比較
摘要
隨著便攜式設備（電池供電）在過去十年間的快速增長 ， 象原來的業界標
準LM340和LM317這樣的穩壓器件已經無法滿足新的需要 。 這些穩壓器使
用NPN達林頓管 ， 在本文中稱其為NPN穩壓器（NPNregulators） 。 預期更
高性能的穩壓器件已經由新型的低壓差（Low-dropout）穩壓器（LDO）和準LDO
穩壓器（quasi-LDO）實現了 。
關鍵詞
NPN穩壓器LDO穩壓器準LDO穩壓器波特圖零點極點
NPN穩壓器
NPN穩壓器（NPNregulators）
在NPN穩壓器（圖1：NPN穩壓器內部結構框圖）的內部使用一個PNP
管來驅動NPN達林頓管（NPNDarlingtonpasstransistor） ， 輸入輸出之間存
在至少1.5V～2.5V的壓差（dropoutvoltage） 。 這個壓差為：
Vdrop＝2Vbe＋Vsat（NPN穩壓器）（1）
LDO穩壓器（LDOregulators）
在LDO(LowDropout)穩壓器（圖2：LDO穩壓器內部結構框圖）中 ， 導通
管是一個PNP管 。 LDO的最大優勢就是PNP管只會帶來很小的導通壓降 ， 滿
【|線性穩壓器的工作原理及比較】載（Full-load）的跌落電壓的典型值小于500mV ， 輕載（Lightloads）時的壓降
僅有10～20mV 。 LDO的壓差為：Vdrop＝Vsat（LDO穩壓器）（2）
準LDO穩壓器（Quasi-LDOregulators）
準LDO（Quasi-LDO）穩壓器（圖3：準LDO穩壓器內部結構框圖）已
經廣泛應用于某些場合 ， 例如：5V到3.3V轉換器 。 準LDO介于NPN穩壓
器和LDO穩壓器之間而得名 ， 導通管是由單個PNP管來驅動單個NPN管 。
因此 ， 它的跌落壓降介于NPN穩壓器和LDO之間：
Vdrop＝Vbe＋Vsat（3）
穩壓器的工作原理（RegulatorOperation）
所有的穩壓器 ， 都利用了相同的技術實現輸出電壓的穩定（圖4：穩壓器工
作原理圖） 。 輸出電壓通過連接到誤差放大器（ErrorAmplifier）反相輸入端
（InvertingInput）的分壓電阻（ResistiveDivider）采樣（Sampled） ， 誤差放
大器的同相輸入端（Non-invertingInput）連接到一個參考電壓Vref 。 參考電壓
由IC內部的帶隙參考源(BandgapReference)產生 。 誤差放大器總是試圖迫使
其兩端輸入相等 。 為此 ， 它提供負載電流以保證輸出電壓穩定：
Vout=Vref(1+R1/R2)（4）
性能比較(PerformanceComparison)
NPN ， LDO和準LDO在電性能參數上的最大區別是：跌落電壓

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