理解LDO(低压差线性稳压器)的一些术语和定义
LDO详细介绍
LDO详细介绍LDO是低压差线性稳压器的英文简称，是Lineaer Dropout Regulator的缩写。
它是一种用于电子设备中的电源管理器件，主要用于将高压输入电源转换为稳定的低压输出电源。
LDO稳压器是一种线性的电压稳压器，它通过选用合适的转导电阻和反馈电路，能够在输入电压与输出电压之间产生一个稳定的、低压差的电压源。
与开关稳压器相比，LDO稳压器的设计电路更简单，而且输出电压的纹波更小，输出电压稳定性更好。
LDO稳压器的主要工作原理是通过一个功率NPN晶体管和一个PNP晶体管组成的串联电路对输电机输入电压进行调整，然后通过一个反馈电阻网络进行负反馈控制，从而实现在负载变化的情况下输出电压的稳定性。
LDO稳压器有以下几个特点：1.低压差：LDO稳压器通常具有较低的压差，一般在0.1V至0.5V之间。
这意味着它可以将高压输入电源转换为非常接近输出电路所需的稳定低压电源，从而减少了能量损耗。
2.高效率：由于LDO稳压器是线性的电压稳压器，没有开关元件，因此其效率相对较低。
但是，由于输入到输出的压差较小，使其输出功率损耗相对较小。
3.稳定性：LDO稳压器有较好的负载调节性和线性调节性能，可以在较大的负载变化范围内保持输出电压的稳定性。
4.低纹波：LDO稳压器的输出电压纹波较小，通常在几毫伏到几十毫伏之间，这对需要较低纹波的电子设备非常重要，如音频放大器。
LDO稳压器广泛应用于各种电子设备中，包括移动通信设备、计算机、工业控制系统、可穿戴设备、消费电子产品等。
由于其输出电压稳定性好、纹波小、封装紧凑等优点，使得LDO稳压器成为电子设备中一种常见的电源管理解决方案。
在选择LDO稳压器时1.输入电压范围：根据应用的需求选择合适的输入电压范围，确保稳压器能够正常工作。
2.输出电压范围：根据所需的输出电压确定合适的LDO稳压器型号，确保输出电压满足应用需求。
3.输出电流能力：考虑应用所需的最大输出电流，选择具有足够输出电流能力的LDO稳压器。
低压差线性稳压器(LDO)简介
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数摘要：本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。
引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电源电压都将在很大范围内变化。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V ，放完电后的电压为2.3V ，变化范围很大。
各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。
为了保证供电电压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。
小型精密电子设备还要求电源非常干净（无纹波、无噪声），以免影响电子设备正常工作。
为了满足精密电子设备的要求，应在电源的输入端加入线性稳压器，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一．LDO 的基本原理低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref 相比较，两者的差值经放大器A 放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。
当输出电压Uout 降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。
相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。
供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET 。
二．低压差线性稳压器的主要参数1．输出电压(Output Voltage)输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。
低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
LDO的原理及应用
LDO的原理及应用01LDO定义LDO即lowdropoutregulator，是一种低压差线性稳压器。
这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至少高出2V~3V，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，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。
针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。
02LDO的特点低压降（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，电压降只有100mV。
看了上面的定义，在不了解LDO结构的前提下，大家使用模电知识可以联想到下图低压降稳压器。
上图是最基本的稳压电路，核心器件是稳压管，它的稳压工作区间决定了输出稳压的范围，通过这种简单电路，可以实现小电流（百mA级别），小动态范围内的稳压。
把上面电路升级一下，如下图：上述电路仅多了一个2N3055三极管，目的就是提升输出带载能力，同时三极管还引入了电压负反馈，起到稳定输出电压的作用。
当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大，输出电压Vout会瞬间增加，三极管的射极电Ve压随之增大，如果基极电压Vb不变，则Vb-Ve就会减小，进而输出电流减小，Vout减小。
上图只是简单基础的低压降稳压器。
注意，和我们说的LDO，差了“线性”二字。
这里看出上述电路输出电压Vout会受到Vbe电压波动的影响，稳定性较差。
且输出电压不可调节。
03LDO电路在上述电路的基础上添加“线性”因素，也就是引入运算放大器，加深负反馈的同时提高输出电压稳定性。
这也就构成了我们所说的低压差线性稳压器。
电路图如下在基本稳压管调整电路基础上增加了运算放大器A和分压电阻采样网络R1和R2。
LDO低压差线性稳压器-知识总结
LDO一.LDO的基本介绍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。
但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。
针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO是一种线性稳压器。
线性稳压器运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, 产生经过调整的输出电压。
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及输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常运用功率晶体管（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特别低的压降电压, 通常为200mV左右；及之相比, 运用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 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。
更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。
运用功率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。
假如负载较小, 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。
它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。
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的分类及原理
一、LDO基本概念LDO即low dropout regulator，低压差线性稳压器，这是相对于传统的线性稳压器来说的。
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电源电压都将在很大范围内变化。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V，放完电后的电压为2.3V，变化范围很大。
各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。
为了保证供电电压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。
小型精密电子设备还要求电源非常干净（无纹波、无噪声），以免影响电子设备正常工作。
为了满足精密电子设备的要求，应使用线性稳压器，以保证电源电压稳定和实现有源噪声滤波。
当系统中输入电压和输出电压接近时，LDO是最好的选择，可达到很高的效率。
外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。
二、分类及原理根据采用晶体管类型的不同，LDO可分为双极型和CMOS型。
其中，双极型又有PNP和NPN两种，CMOS型又有P-MOSFET和N-MOSFET两种。
双极型英文又可以简称为BJT。
1，分类。
CMOS型LDO的原理电路图如下。
能支持非常低的压降、低静态电流、改善的噪声性能和低电源抑制，但P-MOS的成本更高。
双极型LDO的原理电路图如下。
具有高输入电压的优点，且拥有更好的瞬态响应，但需要更高的压降电压。
常见的5种LDO基本电路图如下，前三个是双极型，后两个是CMOS型。
A是标准NPN晶体管稳压器，B是减少压差的NPN稳压器，C是低压差PNP晶体管稳压器，D是P通道MOSFET稳压器，E是N通道MOSFET稳压器。
2，工作原理。
2.1，CMOS型LDO的工作原理：LDO的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络，保护电路等。
基本工作原理是这样的：系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络(分压电阻)得到的反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，从而使输出电压不受输入电压和温度变化的影响而保持一定。
LDO的基本原理与特点通俗易懂
LDO的基本原理与特点通俗易懂LDO（Low Drop-Out）是一种线性稳压器，它的基本原理是在输入电压高于输出电压时，通过控制功率晶体管的导通程度来维持稳定的输出电压。
LDO的特点包括低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等。
LDO的基本原理是通过一个差分放大器、一个参考电压源和一个功率晶体管来实现稳压功能。
差分放大器的作用是将输出电压与参考电压进行比较，并将差值放大。
当差值过大时，放大器会通过控制功率晶体管的导通程度来调整输出电压，使其达到预设的参考电压。
LDO的一个重要特点是低电压差，也就是输入电压与输出电压之间的差值。
一般来说，LDO的电压差在几十毫伏到几百毫伏之间。
低电压差意味着LDO可以在输入电压接近输出电压的情况下工作，从而减少能量的浪费和热量的产生。
另一个特点是快速响应。
LDO具有快速的动态响应能力，可以迅速地调整输出电压以适应输入电压的变化。
这使得LDO在对负载要求较高的应用中，如处理器、FPGA等芯片的供电中表现出色。
LDO还具有低噪声的特点。
噪声是指电路中的随机信号，会对电路的性能产生负面影响。
LDO通过精心设计和优化电路结构，可以降低输入、输出和参考电压等位置的噪声，从而提供干净、稳定的输出电压。
此外，LDO还具有低漂移的特点。
漂移是指电路参数随着时间、温度和其他条件的变化而发生的不稳定性。
LDO通过采用特殊的电路设计和工艺技术，使得其输出电压在面对不稳定条件时能够保持较低的漂移，从而提高系统的稳定性和可靠性。
综上所述，LDO具有低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等特点，适合于对电压稳定性要求较高的场合。
在移动设备、无线通信、传感器等领域的应用中，LDO发挥着重要作用。
随着电子技术的发展，LDO不断进化和改进，以满足日益复杂和高性能的应用需求。
ldo和dcdc的优点和缺点
ldo 和dcdc 的优点和缺点
一、LDO 介绍
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，电压降只有100mV。
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DC-DC 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DC-DC。
LDO 优缺点：
低压差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LDO 可达到以下指标：30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV 的压差。
LDO 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源电
流；。
ldo 工作原理
ldo 工作原理LDO（Low Dropout Regulator），中文翻译为低压差稳压器，是一种常见的电压调节器件。
它是一种具有线性稳压功能的电源管理芯片，输如电压可以是高于或低于输出电压。
LD0稳压器的工作原理是利用负反馈技术，使输出电压稳定在设定值，不受输入电压的变化影响。
一个LDO稳压器通常由三个主要部分组成：参考源，误差放大器和功率级。
参考源是一个固定电压源，通常是基准二极管或Zener二极管。
误差放大器对参考电压和输出电压进行比较，生成一个反馈信号。
功率级根据反馈信号产生相应的输出电压，将输入电压降至输出电压以下的压差，这就是“低压差”的含义。
LDO稳压器的工作原理如下：1. 当输入电压高于输出电压时，LDO稳压器将输入电压通过功率级降至输出电压水平，这意味着LDO稳压器的负载特性是线性的。
2. 当输入电压下降，LDO稳压器必须增加其输出电流来保持输出电压恒定。
这可以通过功率级的控制来实现，功率级可以改变其大小以适应负载的变化。
3. 如果LDO稳压器输出电流很小，那么其负载特性会失去线性。
在这种情况下，LDO稳压器将变成一种不能控制其输出电压的电路，因此需要通过负载电流的限制来避免输出电压失控。
4. 如果输入电压超过LDO稳压器所能处理的最大电压，那么它将无法正常工作。
在这种情况下，需要使用其他保护手段来保护LDO稳压器。
LDO稳压器的主要优点是：它能够提供非常稳定和干净的输出电压，并能够在负载变化时保持较高的输出准确性和稳定性。
它还可以在噪声和干扰环境中工作，为模拟电路提供优质的电源供应，并且非常适用于需要低功耗、低成本和小体积的应用场景。
总之，随着技术的不断进步，LDO稳压器在电源管理领域发挥着越来越重要的作用。
LDO稳压器不仅能够有效解决电源问题，还能够使模拟电路性能得到显著提升，从而满足不同应用场景的需求。
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Translated by flytigery 2007/8/16
简介
这篇报告告诉你如何理解LDO的一些术语和定义，如稳压块的压降，静态电流，待机电流，效率，瞬态响应，线性/负载调整率电源纹波抑制比，输出噪声电压，精度，功耗等。
而且在介绍每一个概念时都给出了例子加以说明。
1压降
压降被定义为输入电压与输出电压之间的差，当输入电压下降到一定程度时输出电压将不再维持在一个恒定的电压。
该点发生在输入电压不断接近输出电压时。
图1是一个典型的LDO 电路，在非调整区域PMOS可以看作一个电阻，电压降下量可以表示为
Vdropout=Io*Ron
举个例子，下图是TPS76733的输入输出特性，输出1A的时候它的压降是350mV，从输入电压是3.65V的时候输出电压就开始下降从2V到3.65V是该LDO的非调整区域。
输入电压如果低于2V将不会有输出，也就是说LDO不动作。
比较低的电压降有利于提高LDO 的效率。
2静态电流
静态电流，也被叫做流向地的电流，定义为输出电流与输入电流的差。
图3定义了静态电流Iq=Ii-Io。
减小静态电流有助于提高LDO 的效率。
静态电流由调整管的偏置电流（比如说参考电压消耗电流，采样电阻消耗电流，误差放大器消耗电流）和驱动调整管基级的电流组成它的大小主要由调整管，LDO的结构，和环境温度决定。
对于双级型晶体管，静态电流随着负载电流成比例的增加，因为双级型晶体管是电流驱动器件。
另外在非调整区域，由于发射级和基级寄生电流路径的影响静态电流也会增加，该寄生电流路径是由于基级电压比输出电压低所引起的。
对于MOS管，静态电流几乎不随负载的变化而变化，几乎是一个恒定值，因为MOS管是电压驱动器件。
对采用MOS管的LDO来说对静态电流有贡献的只有参考电压的消耗，采样电阻消耗电流，误差放大器消耗电流。
在应用中如果对静态电流的消耗比较苛刻的话，最好是采用MOS管作为调整管的LDO
理解LDO的一些术语和定
义
3待机电流
待机电流是指带有使能信号的LDO,当该信号关闭的时候LDO消耗的电流。
参考电压和误差放大器同样也处于不供电的状态，在待机模式的时候，请参考图4
4效率
LDO的效率与输入输出电压，静态电流有关，计算公式如下
效率=（Vo*Io)/[(Io+Iq)*Vin]*100%
为了尽可能提高效率，必须使压降和静态电流尽可能小。
另外输入和输出电压之间的差也应该尽可能小，因为LDO的消耗=（Vi-Vo)*Io 如果不考虑负载的话，输入输出电压的差是决定效率的一个至关重要的参数。
例子
1、在下面的条件下3.3V的LDOTPS76933最低的效率是多少？输入电压范围3.6~4.5V，输出电流范围是80mA~100mA
最大的静态电流是17uA，最低的效率是多少？
2、如果输入电压范围是3.6~4V在上面的同样条件下，最低的效率又是多少?
5瞬态响应
瞬态响应被定义为在输出阶跃电流条件下，输出电压的最大允许变化量
瞬态响应通常与输出电容大小，其等效ESR,旁路电容，最大允许负载电流大小有关
瞬态电压的变化量可以定义为：
Δｔ１与LDO闭环带宽有关，ΔＶＥＳＲ是由于输出电容的ESR导致的变化量的大小，实际应用决定了这个值应该多小。
图5是一个1.2VLDO的瞬态响应过程，输出电容的大小为4.7uF，瞬间负载吸收将近90mA的电流，电压最大的下降量为120mV，如图所示。
随后在1us的时间里LDO控制环路对负载电流的变化做出相应(Δｔ１=1us)，LDO的带宽决定了Δｔ１大小，最后17us之内输出电压达到稳定状态。
为了获得更好的瞬态响应，LDO需要更宽的带宽，更大的输出容量，低ESR电容（当然要满足CSR要求）
6线性调整率
线性调整率是一个反映输入电压变化的时候对输出电压的影响的一个量，被定义为
图6是TPS76933输入电压瞬态响应结果，左边是输入电压，右边是输出电压，由于输入电压的变动，输出电压有轻微的变化
图7是输出电压对输入电压的图示，虚线是由于输入的变化引起输出的变化图示。
增加LDO的开环增益有助于提高线性调整率
(该段为概略翻译)
7负载调整率
负载调整率是衡量LDO在负载电流变动的情况下，输出电压保持恒定的一种能力。
被定义为
输出电压最大的变动情况是负载电流从0变到它允许的最大值或者最恶劣值。
如图8所示。
负载调整率取决于ΔVLDR
9TPS76350 5VLDO提高开环增以有助于
因为负载调整率同线性调整率一样是一个稳定的参数。
图是的输出电压对输出电流的曲线。
改善负载调整率。
8纹波抑制比
电源噪声抑制比也被叫做纹波抑制比。
是衡量LDO对输入电压电源变动抑制的一种能力，与线性调整率不同的一点是，纹波抑制比需要考虑很宽的频率范围。
纹波抑制比的定义：
（所有频点）
举个例子，频带为100kHz到1MHz范围内的纹波抑制比对于DC/DC电源给线性电源供电的结构来说非常重要，因为DC/DC电源纹波频率正好在这个范围之内。
图10所示的100kHz到1MHz范围内LDO的纹波抑制比就不怎么好。
ESR
控制环路往往是决定纹波抑制比的主要因素，大的输出电容，低，追加旁路电容能够改善纹波抑制比。
当然前提条件是能够满足CSR的要求。
9输出噪音电压
输出噪音电压是指在一定的频率范围内噪声电压RMS值（通常是10Hz到100kHz)。
在负载一定的条件，输入电压没有噪声，考察输出电压的噪声。
该噪声只有LDO所产生。
大多数的噪音是由LDO内部参考电压产生的，正常的噪音电压范围为100到500uV。
TI-TPS764**系列LDO提供了一个端子外接一个
0.01uF 4.7uF
旁路电容以减少输出噪音。
该旁路电容与内部电阻组成低通滤波器减少输出噪音。
使用的旁路电容和的输出电容TI-TPS764**系列LDO就能将输出噪音限制在50uV以下。
10LDO的不稳定性
LDO厂商通常会提供LDO的CSR对输出电流的特性曲线。
因为CSR的大小影响LDO的稳定性。
CSR的大小等与输出电容ESR的大小与追加电阻大小之和。
如果输出电容太小的话，可以串一个电阻。
图是与输出电流特性曲线，还有一个名字死亡通道
ESR12CSR““该图可以看出CSR值必须在0.2Ω到9Ω之间，这样LDO才够稳定。
固体钽电容，铝电容，陶瓷电容都可以做为输出电容使用只要满足CSR要求。
11精度
考虑到线性调整率，负载调整率，参考电压漂移，误差放大器电压漂移，外部取样电阻的精度，温度系数等综合参数的总体LDO
影响，我们有了精度这个概念。
对LDO输出电压变化影响最大的是温度。
因为参考电压和误差放大器对温度的变化比较敏感。
其次是电阻的精度。
线性调整率，负载调整率，增益误差对精度的影响只有1%到3%
例子
在下面的条件下，图的精度是多少
13LDO?
0~125
温度范围：℃
温度系数：100ppm/℃
采样电阻的精度：0.25%
±5mV±10mV
负载调整率和线性调整率分为为和
参考电压的精度为1%
输出电压计算公式：
所以LDO总的精度为：
12功耗和节点温度
大多数的LDO为了确保能够正常动作都会指定它的最大节点温度。
最大节点温度范围之内，LDO不会损坏。
为了保证节点温度不至于过高，LDO的功耗必须限定在一定的范围之内。
有必要计算最大允许功耗Pdmax和实际功耗Pd。
很显然Pd必须小于等于Pdmax。
这里，Tjmax为节点最高温度
TA为环境温度
Rθja为节点温度到环境温度的热阻
LDO功耗计算公式：
图14是TI几个LDO的功耗在不同的输入输出压差的情况下与输出电流关系曲线。
最大功耗使用公式10计算，实际功耗用公式11计算。
最大功耗不能超过图示的安全使用领域。
如果节点温度超过165℃LDO将会关闭输出，温度降到140℃之后输出又会恢复，LDO也能够正常动作。
13总结
这篇应用讲述了LDO的一些基本概念和参数定义。