LDO工作原理的詳細(xì)說明

前言：LDO是物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的電源晶片。優(yōu)點眾多：外部電路極其精簡（只需要較小的輸入輸出電容），電源噪聲很低，價格便宜，響應(yīng)速度快（沒有充過放電過程）。

一、從字面意思看LDO工作原理：

LDO = Low Dropout Regulator，低壓差+線性+穩(wěn)壓器。

「低壓差」：輸出壓降比較低，例如輸入3.3V，輸出可以達(dá)到3.2V。

「線性」 ：LDO內(nèi)部的MOS管工作于線性電阻。

「穩(wěn)壓器」：說明了LDO的用途是用來給電源穩(wěn)壓。

二、LDO工作原理就一句話：通過運放調(diào)節(jié)P-MOS的輸出。

運放，控制P-MOS的打開程度。

LDO內(nèi)部產(chǎn)生一個基準(zhǔn)電壓，作為運放的反向電壓，將LDO的輸出電壓通過分壓作為運放的正向輸入電壓。 運放的輸出去控制P-MOS管的工作狀態(tài)。P-MOS，相當(dāng)于一個壓控的可變電阻。

P-MOS處于線性電阻區(qū)，可看成一個壓控可變電阻。輸入的VIN電壓，經(jīng)過這個P-MOS管后變?yōu)檩敵鲭妷?，這里P-MOS管的作用為將輸入電壓通過P-MOS的線性電阻區(qū)，將電壓動態(tài)衰減值VOUT電壓。原理圖如下：

LDO是一種直流降壓型的線性穩(wěn)壓器，其在輸入電壓或者負(fù)載電流發(fā)生變化的情況下仍然可以保持穩(wěn)定的輸出電壓。如今的LDO電路具有體積小，噪聲低，功耗低，價格低廉，使用方便等特點，但其基本的結(jié)構(gòu)比較簡單，包含了電壓基準(zhǔn)源(VREF)，誤差放大器(EA)，調(diào)整管(MPASS)，反饋電阻(Rl，R2)四個模塊，如上圖所示。

其中電壓基準(zhǔn)源為誤差放大器提供了高精度的基準(zhǔn)電壓，誤差放大器、調(diào)整管以及反饋電阻組成了LDO的控制環(huán)路，當(dāng)輸入電壓或者負(fù)載電流變化的時候，輸出電壓VoUT也要做出相應(yīng)的變化，此時LDO通過它的控制環(huán)路的負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用可以抑制輸出電壓Votrr的變化。

如圖所示，當(dāng)輸出電壓降低時，通過反饋電R1，R2的分壓作用，反饋電壓VFB也相應(yīng)的降低，基準(zhǔn)電壓源于誤差放大器的反向輸入端提供了穩(wěn)定的參考電壓，反饋電壓VFB接誤差放大器的正向輸入端，誤差放大器的輸出電壓VEA相應(yīng)減小，調(diào)整管MPASS的柵極電壓降低，柵源電壓差值增加，漏極電流增加，輸出電壓Votrr相應(yīng)增加，抑制了輸出電壓Votrr的降低，從而保持在穩(wěn)定的輸出。

三、用分立器件搭建的LDO

審核編輯：符乾江