简单认识低压差线性稳压器

低压差线性稳压器 (Low Dropout Regulator, LDO）是一种输入/输出压差低的线性调整器，在限定电源和供电能力下，可提供稳定的输出电压。Robert Dobkin 于 1977 年首次提出了低压差线性稳压器，其输入电压和输出电压差值为0.7V。目前采用 BCD 工艺在3A 输出电流下，压差低至 115mV，可以有效地减小LDO 的功耗和面积。

由于板级电源或者供电电池存在较大的电压波动，因此在输入电源后端通常采用电压调节器来改善某些电子元器件的供电质量。LDO 作为电压线性调整器，同DC/DC 型开关调整器相比，优点是自身噪声低、电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio, PSRR)较高，可以有效改善前级电源质量。同时LDO 具有静态功耗低、体积小、成本低、外围应用简单等特点，与 DC/DC转换器相比的缺点是转换功耗高、效率低。

低压差线性稳压器结构框图如图2-38 所示。LDO 利用负反馈控制使输出电压稳定，核心电路包括基准电路、误差放大器、调整管和反馈电阻。其中调整管工作在线性区，可等效为可调节电阻，当输入电压或者负载瞬变时，通过采样、误差放大、负反馈调节调整管可保持输出电压不变。

LDO 按调整管类型可分为 npn 准 LDO (Quasi-LDO)、pnp 型 LDO (pnp LDO)、pMOS 管LDO (p-FET LDO)和nMOS 管 LDO (n-FET LDO)，其传输晶体管分别采用npn 晶体管、pnp 晶体管、pMOS 和nMOS，压差依次降低。按调整的电源类型可分为正压型 LDO 和负压型 LDO 两种，前者调整正压，后者调整负压。

为适应片上系统和一些高性能器件对电源的多样化需求，LDO 的研究热点从之前的低功耗、大电流转移到提高电源抑制比（PSRR）和单芯片集成。减小电源杂波，扩大电源抑制噪声频段，满足射频、高端的 ADC 和 DAC 等的供电需求，以及采用新型的频率补偿方案实现无片外电容设计，方便 SoC 集成多个LDO 是目前技术的主要发展趋势。同时，优化 LDO 负载瞬态响应，提高耐过冲能力，减小恢复时间也都是 LDO 技术的研究重点。

TI公司针对不同的应用场合，开发了相应的 LDO 产品。例如，新推出的用于射频和模拟电路的低噪声产品 TPS7A88，噪声的方均根值 （Root Mean Square,RMS)为3.8μV；用于电池供电的低静态电流LDO 产品 TPS782，静态电流为500nA;适应瞬态电压的宽输入范围的 LDO 产品 TPS7A4001 可将输入电压扩展至100V;用于FPGA和 DSP 消除开关噪声的 LDO 产品 TPS7A84，输出电流高达3A，噪声的方均根值为 4.4μV，精度为1%。

　　审核编辑：汤梓红