LDO(低压差线性稳压器)知识总结

LDO（低压差线性稳压器）知识总结

LDO 是 low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线 性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如 78xx 系列的芯片都要求输入电压要 比输出电压高出 2v~3V 以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样 的条件显然是太苛刻了，如 5v 转 3.3v,输入与输出的压差只有 1.7v，显然是不 满足条件的。针对这种情况，才有了 LDO 类的电源转换芯片。 LDO

是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或

FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓 压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输 入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用 功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可 以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右;与之相比，使用 NPN 复合 电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作 为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP 设备类似。

更新的发展使用 MOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 功 率 MOS，通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。 如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

DC-DC 的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换)，只要符合这个定 义都可以叫 DCDC 转换器，包括 LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由 开关方式实现的器件叫 DCDC。

LDO 是低压降的意思，这有一段说明：低压降(LDO)线性稳压器的成本低， 噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常

只需要一两个旁路电容。新的 LDO 线性稳压器可达到以下指标：输出噪声 30μV，PSRR 为 60dB，静态电流 6μA(TI 的 TPS78001 达到 Iq=0.5uA)， 电压降只有 100mV(TI 量产了号称 0.1mV 的 LDO)。

LDO 线性稳压器的性能

之所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用 P 沟道 MOSFET， 而普通的线性稳压器是使用 PNP 晶体管。P 沟道 MOSFET 是电压驱动的，不 需要电流，所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面，采用 PNP 晶体管 的电路中，为了防止 PNP 晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输出 之间的电压降不可以太低;而 P 沟道 MOSFET 上的电压降大致等于输出电流与 导通电阻的乘积。由于 MOSFET 的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常 低。

如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用 LDO 稳压器，可达到很高的 效率。所以，在把锂离子电池电压转换为 3V 输出电压的应用中大多选用 LDO 稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用，LDO 稳压器仍然能够保 证电池的工作时间较长，同时噪音较低。

如果输入电压和输出电压不是很接近，就要考虑用开关型的 DCDC 了，因为 从上面的原理可以知道，LDO 的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降 太大，耗在 LDO 上能量太大，效率不高。

DC-DC 转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC 转换器的优 点是效率高、可以输出大

电流、静态电流小。随着集成度的提高，许多新型 DC-DC 转换器仅需要几 只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较 大、成本相对较高。

近几年来，随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器、以及高集 成度的电源控制芯片的成本不断降低，体积越来越小。由于出现了导通电阻很 小的 MOSFET 可以输出很大功率，因而不需要外部的大功率 FET。例如对于

3V 的输入电压，利用芯片上的 NFET 可以得到 5V/2A 的输出。其次，对于中 小功率的应用，可以使用成本低小型封装。另外，如果开关频率提高到 1MHz，还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件 还增加许多新功能，如软启动、限流、PFM 或者 PWM 方式选择等。 总的来说，升压是一定要选 DCDC 的，降压，是选择 DCDC 还是 LDO，要 在成本，效率，噪声和性能上比较。

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