线性稳压器两端的电容容量选择及作用线性稳压器两端的电容容量选择及作用
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。
什么是线性稳压器
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。
线性稳压器的突出优点是具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。
新型线性稳压器可达到以下指标：30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV的压差。线性稳压器能够实现这些
特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管，而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基
极电流驱动，所以大大降低了器件本身的电流；另一方面，在采用PNP管的结构中，为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低
输出能力，必须保证较大的输入输出压差；而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积，极小的导通电阻
使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时，线性稳压器是最好的选择，可达到很高的效率。所以在将锂离子电池
电压转换为3V 电压的应用中大多选用线性稳压器，尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用，但是线性稳压器仍然能够在
低噪声结构中提供较长的电池寿命。
线性稳压器的工作原理
我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上，需要一个3.3V电压为一
个运算放大器（运放）供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。这种做法效
果好吗？回答常常是“否”。在不同的工作条件下，运放的VCC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器，则
IC VCC电压将随负载而改变。此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中，也许有很多其他的负载共
享12V电压轨。由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此，电阻分压器不能为运放提供一
个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是，需要一个专用的电压调节环路。如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1
的阻值以动态地调节VCC上的3.3V.
此类可变电阻器可利用一个线性稳压器来实现，如图3所示。线性稳压器使一个双极性或场效应功率晶体管（FET）在其线性
模式中运作。这样，晶体管起的作用就是一个与输出负载相串联的可变电阻器。从概念上说，如需构建反馈环路，可由一个误
差放大器利用一个采样电阻器网络（RA和RB）来检测DC输出电压，然后将反馈电压VFB与一个基准电压VREF进行比较。误
差放大器输出电压通过一个电流放大器驱动串联功率晶体管的基极。当输入VBUS电压下降或负载电流增大时，VCC输出电压
下降。反馈电压VFB也将下降。因此，反馈误差放大器和电流放大器产生更多的电流并输入晶体管Q1的基极。这将减小电压
降 VCE，因而使VCC输出电压恢复，这样一来VFB=VREF.另一方面，如果VCC输出电压上升，则负反馈电路采取相似的方
式增加VCE以确保3.3V 输出的准确调节。总之，VO的任何变化都被线性稳压器晶体管的VCE电压所消减。所以，输出电压
VCC始终恒定并处于良好调节状态。
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