線性電源的結構和原理

（1）什么是LDO

LDO是lowdropout regulator，意為低壓差線性穩壓器，是相對于傳統的線性穩壓器來說的。

傳統的線性穩壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉3.3v,輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對這種情況，才有了LDO類的電源轉換芯片。

LDO=low dropout regulator，低壓差+線性+穩壓器。

“低壓差”：輸出壓降比較低，例如輸入3.3V，輸出可以達到3.2V。

“線性”：LDO內部的MOS管工作于線性電阻。

“穩壓器”說明了LDO的用途是用來給電源穩壓。

由于一般的LDO封裝都比DC-DC小的多，并且成本也低得多，因此在很多產所中，我們會使用到LDO來轉換我們所需要的電壓，當然在選擇使用LDO的前提下，是需要滿足對噪聲的反應和耗電等基本要求的。

（2）LDO ≠ 線性電源

上一級我們講過：線性電源的參數“調整電壓”

調整電壓：即，輸出，輸入電壓差，工作時輸入電壓到輸出電壓的壓降；必須首先考慮這個調整電壓，以確定此線性電源能否滿足系統的要求。

有時我們會發現，有的線性電源的這個參數的最小值“并不小”，但是LDO的這個參數非常小。如果輸入電壓與輸出電壓的壓差小于2.5V，建議使用低壓差調整電源（LDO）。

（3）LDO為什么能實現低壓差

LDO線性穩壓器的性能之所以能夠達到這個水平，主要原因在于其中的調整管是用P溝道MOSFET，而普通的線性穩壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅動的，不需要電流，所以大大降低了器件本身消耗的電流；另一方面，采用PNP晶體管的電路中，為了防止PNP晶體管進入飽和狀態而降低輸出能力， 輸入和輸出之間的電壓降不可以太低；而P溝道MOSFET上的電壓降大致等于輸出電流與導通電阻的乘積。由于MOSFET的導通電阻可以很小，因而它上面的電壓降非常低。

MOSFET LDO 能支持非常低的壓降、低靜態電流、改善的 噪聲性能和低電源抑制。

上圖中我們可以看到正是由于MOSFET的特性，可以實現DS之間的低壓降，才能實現了LDO的VIN 與 VOUT 之間可接受的最小壓差足夠的小。

在 LDO 數據表中，只規定了最大輸出電流條件下的壓 降。在其他的工作條件下，壓降可以通過計算求出。

LDO 中使用的 FET 工作于線性區。FET 在飽和線上具 有最小的電阻。LDO 不能在飽和線的左側區域中工作。

（4）LDO的優點

低壓降（LDO）線性穩壓器的成本低，噪音低，靜態電流小，這些是它的突出優點。

它需要的外接元件也很少。

新的LDO線性穩壓器可達到以下指標：輸出噪聲30μV，PSRR為60dB，靜態電流6μA（TI的TPS78001達到Iq=0.5uA），電壓降只有100mV(TI量產了號稱0.1mV的LDO)。

（5）LDO的選型