LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计
电压调整器之LDO低压差线性稳压器
电压调整器之LDO低压差线性稳压器一、低压差线性稳压器LDO即low dropout regulator，是一种低压差线性稳压器，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管（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。
1. 其四大要素为：压差Dropout、噪音Noise、电源抑制比（PSRR）、静态电流Iq2. 主要构成：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、反馈电阻网络和保护电路等。
图1 LDO基本电路*3、工作原理LDO基本电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成系统加电，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，未调节的输入电压作为供电电源的电压，基准电压作为误差放大器的负相输入电压，电阻反馈网络将输出电压进行分压并获得反馈电压，此反馈电压输入到误差比较器的同向端，与负向的基准电压进行比较。
两电压差值通过误差放大器放大后直接控制功率调整元件的栅极，通过改变调整管的导通状态来控制LDO的输出，即：Vout=(R1+R2)/R2 ×Vref 实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等其它的功能。
4、主要参数⌝输出电压⌝最大输出电流⌝电压差⌝接地电流，也成为静态电流⌝负载调整率（此值越小，LDO抑制负载的能力越强）⌝线性调整率（越小，输入电压对输出电压影响越小，LDO性能越好）⌝电源抑制比（PSSR）,反映了LDO对干扰信号的抑制能力。
5、优缺点及现状低压降（LDO）线性稳压器的成本低、噪音低、静态电流小、外接元件也很少，通常只需一两个旁路电容，且具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR(Power Supply Rejection Ratio)。
LDO是一个自耗很低的微型片上系统（SoC）。
它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的MOSFET，肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。
高精度_ldo_电容负载_解释说明以及概述
高精度ldo 电容负载解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨高精度LDO（低压差线性稳压器）电容负载的解释说明和概述。
LDO作为一种常用的电源管理器件，广泛应用于各种电子设备中，其稳定输出电压对系统性能至关重要。
然而，在实际应用中，电容负载对LDO性能会产生影响，并可能引起诸如振荡、温漂、噪声等问题。
因此，本文将深入研究电容负载问题，并介绍解决该问题的方法和技术。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分，主要对文章进行介绍和概述。
其次是“高精度LDO 电容负载解释说明”部分，将详细探讨LDO的基本原理和功能，以及电容负载对LDO性能的影响。
同时，还将介绍解决电容负载问题的方法和技术。
接着是“常见的高精度LDO 电容负载方案概述”部分，在这一部分中，我们将分析理想的电容负载方案，并介绍在实际应用中常见的电容负载问题及其解决方法。
此外，还将讨论在高精度LDO 设计中需要考虑的因素和注意事项。
第四部分是“实验验证及结果分析”，我们将介绍实验所使用的设备和测试方法，并通过对比不同电容负载下高精度LDO 的性能表现，进行结果分析和讨论。
最后一部分是“结论与展望”，我们将总结文章的主要观点和结论，并展望进一步研究该领域可能涉及的方向和发展趋势。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解高精度LDO 电容负载的相关知识，并提供解决电容负载问题的方法和技术。
通过本文的阅读，读者将能够更好地理解LDO的基本原理、电容负载对其性能的影响以及解决这些问题的方案。
希望本篇文章能够为LDO设计工程师、电子工程师以及其他相关领域从业人员提供有益的参考信息，推动相关研究与应用的进一步发展。
2. 高精度LDO 电容负载解释说明2.1 LDO 的基本原理和功能低压差线性稳压器（LDO）是一种广泛应用于电子设备中的电压稳定器。
其主要功能是将输入电压稳定地转换为所需的输出电压，并保持在给定的范围内，以提供稳定可靠的电源给各个电路模块使用。
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芯片设计报告及电路分析报告
目录目录第一部分应用 (1)LDO的分析与设计 (1)LDO芯片的特点 (1)LDO芯片的详细性能参数 (1)第二部分电路设计报告 (5)整体电路上电启动模块 (5)电流偏置模块 (7)带有修调功能的基准模块 (11)带隙基准源的修调电路设计 (21)预调整放大器模块 (23)低通滤波器模块 (27)保护电路模块 (31)电压跟随器模块 (39)第三部分总体电路的仿真 (43)直流参数 (44)线性调整率 (45)负载调整率 (46)静态电流 (46)瞬态仿真 (47)噪声仿真 (48)交流特性仿真 (49)PSRR特性仿真 (52)第四部分LDO芯片版图设计 (56)电子科技大学VLSI设计中心第一部分应用LDO的分析与设计本论文完成了一种应用于集成于射频芯片的LDO的分析与设计。
本文主要从稳定性、负载瞬态响应、电源抑制比和噪声四个方面进行了分析。
然后，采用SMIC 0.18μm CMOS工艺完成了包括功率调整管、电阻反馈网络和误差放大器三个部分的电路设计，并用Cadence Spectre对设计的整体电路进行了仿真和优化，最终实现电路的设计要求，而且可以在片内集成。
可在0.1mA～300mA的负载电流范围内稳定工作，电路正常工作时温度范围：-55℃~+125℃，该电路工作电压范围为2.1～3.6V，输出电压1.8V，输出电压在全范围的波动：≤4mV，输出电压准精度：≤10mV，最小压差在300mV以下，静态电流≤60uA；在10Hz～100KHz 范围内的内部输出噪声积分约为，≤20μVRMS@20mA、≤50μVRMS@80mA、≤100μVRMS @300mA；电源抑制比（PSRR，在10KHZ以下）：≥60dB@20mA、≥60dB@80mA、≥60dB@300mA；线性调整率：≤0.1%；负载调整率：≤1%；启动时间：≤100us；电压瞬态响应：≤30us；负载瞬态响应：≤50us；输出启动电压过冲：≤100mV；集成输入欠压过压保护、输出断路保护。
LDO
LDO
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
ldo电路工作原理
ldo电路工作原理LDO电路工作原理。
LDO（Low Dropout）稳压器是一种常见的线性稳压器，它可以在输入电压与输出电压之间的压差较小的情况下工作。
LDO电路的工作原理主要由基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络组成。
首先，基准电压源产生一个稳定的参考电压，该参考电压与设定的输出电压进行比较。
误差放大器负责将输出电压与参考电压进行比较，然后产生一个误差信号。
功率放大器接收误差信号，并根据它来调整输出电压，使其与设定值保持一致。
反馈网络则将输出电压的一部分反馈到误差放大器，以实现闭环控制。
LDO电路的工作原理可以简单概括为，当输入电压发生变化时，误差放大器会检测到输出电压的变化，并通过功率放大器对输出电压进行调节，使其恢复到设定值。
这种闭环控制的方式可以有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响，从而实现稳定的输出电压。
在LDO电路中，基准电压源的稳定性对整个稳压器的性能起着至关重要的作用。
一个好的基准电压源应当具备高精度、低温漂移和低噪声等特点，以确保输出电压的稳定性和精准度。
此外，LDO电路还需要考虑功率放大器的效率和稳定性。
功率放大器的效率会直接影响整个稳压器的热效应和功耗，而功率放大器的稳定性则关系到稳压器的动态响应和负载能力。
总的来说，LDO电路通过基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络的协同作用，实现了对输入电压波动的抑制，从而保证了输出电压的稳定性和精准度。
在实际应用中，设计师需要根据具体的需求和场景选择合适的LDO电路，以达到最佳的稳压效果。
以上就是关于LDO电路工作原理的简要介绍，希望对您有所帮助。
如果您对LDO电路还有其他疑问，欢迎随时与我们联系。
一种低电压低静态电流LDO的电路设计（一）
一种低电压低静态电流LDO的电路设计（一）一种低电压低静态电流LDO的电路设计（一）随着过去几十年里掌上智能终端快速发展，低压差的线性稳压器(Low Drop-out Regulator,LDO)因其具有低功耗、高的电源抑制比、体积小、电路设计简单等优点得到大量应用。
LDO 大部分时间工作在低负载应用，因此，其在低负载情况下的静态电流消耗决定着电池的寿命。
当今的LDO 发展趋势是低电压、低静态电流来延长电池使用寿命。
然而，低静态电流会导致不稳定性，带来大的输出电压暂态变化，必须在静态电流和输出暂态特性进行合理的折中。
相比于传统LDO 采用分立结构的带隙基准电压源和误差放大器，本文给出一种创新结构的LDO,将带隙基准电压源和误差放大器两个模块合二为一，因此更容易实现低静态电流消耗，低暂态电压变化。
1 LDO 电路分析图1 给出精简结构的LDO,仅仅包括4 条主要的电流支路，分别是：增益级、缓冲级和2 个PTAT 电流源。
相比传统结构LDO,精简结构将带隙基准电压源和误差放大器合二为一，因此在其他性能不变情况下，可将电路静态电流消耗减小到原来1 2 左右。
这个电路存在两个缺点：输出电压为带隙基准电压不可调;需要使用NPN 晶体管，而标准CMOS 工艺中并不存在NPN 晶体管。
由于如今的SoC 趋向工作在低电压环境，因此这种结构能够有充足的应用场合。
第二个问题在单片设计时候，采用双阱CMOS 工艺，只需增加一道掩膜工艺，费用增加不多，因此两个问题实际应用并不明显。
1.1 带隙基准电压分析三极管基射级电压和热力学电压分别具有负、正温度系数，因此带隙基准电压的原理是叠加三极管基射级电压和热力学温度电压，达到在室温下的零温度。
一种低功耗宽频带LDO线性稳压电路设计
一种低功耗宽频带LDO线性稳压电路设计
1 引言
随着集成电路规模的发展，电子设备的体积、重量和功耗越来越小，这对电源电路的集成化、小型化及电源管理性能提出了越来越高的要求。
而随着片上系统（SOC）的不断发展，单片集成的LDO 线性稳压器的应用也越来越广泛[1]。
对于片内的LDO，最担心的是寄生电容过大引起不稳定，论文针对片内应用而设计的这款LDO，能保证在uF 级别的寄生电容范围内都可以正常工作，毕竟寄生电容再大也不至于是μF级别的。
功耗是LDO 线性稳压器的重要指标之一，一般的LDO 功耗都在几十μA以上，例如文献[2]中电路的静态电流为38μA，文献[3]中静态功耗高达65μA，而本文的静态功耗做到10μA左右，不仅功耗低，本文中第二级靠电阻的电流关系提供了一个小增益级，并且提高了整个LDO的带宽。
2 LDO 电路组成原理与关键模块设计
2.1 电路基本工作原理
图1 是LDO 线性稳压器的结构框图，由下面几个部分组成：基准电压源（Vref）、误差放大器、同相放大器、反馈电阻网络、调整管等。
其中基准电压源输出参考电压Vref, 要求它精度高，温漂小。
误差放大器将输出反馈回来的电压与基准电压Vref 进行比较，并放大其差值，其经过同相放大。
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LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计LDO稳压器是一种线性稳压器件，其主要功能是在输入电压变化的情
况下稳定输出电压。
在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源，以确
保系统的稳定性和可靠性。
本文将对LDO稳压器高精度电压基准源的分析
与设计进行详细讨论。
一、LDO稳压器的基本原理
1.输入部分：输入电压经过低通滤波器（包括电容和电感等元件）减
少高频噪声，并经过差分放大器的差模输入端。
差分放大器通过放大输入
电压与参考电压之间的差值，并产生控制信号。
2.控制部分：控制信号经过放大后驱动功率晶体管的基极，由功率晶
体管控制输出电压的大小。
3.输出部分：输出电压通过低通滤波器进一步去除噪声，并输出给负载。
二、高精度电压基准源的要求
在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源来提供稳定的参考电压。
高精度电压基准源的主要要求如下：
1.电压稳定性：电压基准源必须具有高稳定性，即在输入电压变化的
情况下，输出电压的变化极小。
2.温度稳定性：电压基准源应具有良好的温度特性，即在不同温度下，输出电压的变化较小。
3.噪声抑制：电压基准源应具有较好的噪声抑制能力，避免将噪声传
导到输出端。
三、LDO稳压器高精度电压基准源的设计
为了设计一个高精度的LDO稳压器电压基准源，需要考虑以下几个方面：
1.参考电压源：选择合适的参考电压源是设计高精度电压基准源的关键。
通常使用基于温度补偿的电流源或电压源作为参考电压。
2.温度补偿：为了提高电压基准源的温度稳定性，可以采用温度补偿
电路。
该电路可以根据温度的变化自动调整参考电压的大小。
3.噪声抑制：为了降低电压基准源的噪声水平，可以采用滤波电路和
抑制电容等方法。
滤波电路可以减小输入电压的高频噪声，而抑制电容则
可以降低输出电压的噪声。
4.反馈控制：为了保持输出电压的稳定，需要设计一个反馈控制电路。
该电路可以将输出电压与参考电压进行比较，并调整差分放大器的放大倍数，以实现稳定的输出电压。
在设计过程中，还需要考虑其他因素，如功耗、成本和尺寸等。
四、实例分析
以设计一个3.3V输出的LDO稳压器高精度电压基准源为例，可以按
照以下步骤进行设计：
1.选择参考电压源：可以选择一个高精度的参考电压IC，如AD780
或LT6650等。
这些IC有着良好的温度特性和稳定性。
2.温度补偿：根据选定的参考电压源，设计一个温度补偿电路，以确
保在不同温度下输出电压的变化较小。
3.噪声抑制：在输入部分添加适当的滤波电路和抑制电容，以降低输
入电压和输出电压的噪声水平。
4.反馈控制：设计一个反馈控制电路，将输出电压与参考电压进行比较，并调整差分放大器的放大倍数，以实现稳定的输出电压。
5.仿真与测试：使用电路仿真软件对设计的电路进行仿真分析，并进
行实际测试验证。
通过以上步骤，可以设计出一个高精度的LDO稳压器电压基准源，以
满足系统对稳定性和可靠性的要求。
五、总结
LDO稳压器高精度电压基准源的设计涉及到参考电压源、温度补偿、
噪声抑制和反馈控制等方面。
在设计过程中，需要选择合适的器件和电路，并进行仿真分析与实际测试验证。
通过合理的设计和优化，可以实现高精
度的电压基准源，提高系统的稳定性和可靠性。