LDO线性稳压器设计方案及工作特性
低压差线性稳压器(LDO)的压差和功耗
低压差线性稳压器（LDO）的压差和功耗中心议题：线性稳压器（LDO）的输入、输出压差设计线性稳压器（LDO）的功耗设计便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构等。
同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。
例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的消耗。
即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式。
带有使能控制的低压差线性稳压器(LDO)是不错的选择。
低压差线性稳压器(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，由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出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，保证了输出电压稳定在规定值上；同理如果输入电压变化或输出电流变化，这个闭环回路将使输出电压保持不变，即：VOUT=（R1+R2）/R2*Vref 产生压差的主要原因是，在调整元件中有一个P沟道的MOS管。
当LDO工作时MOS管道通等效为一个电阻，RDS(ON), VDROPOUT=VIN-VOUT=RDS(ON)xIOUTR. 由此得出低压差线性稳压器(LDO)的一个重要特性，在输入电压大于最小工作电压和输出电压其标称值范围内，负载电流为零时，输出电压随输入电压的变化而变化，这就是LDO的跟随特性，待输出电压达到其标称值后不随输入而变化，从而达到稳压的目的，这就是LDO的稳压特性。
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工作原理以及消除LDO自激
LDO工作原理以及消除LDO自激LDO（Low Drop-Out）稳压器又称为线性稳压器，是一种用于将输入电压稳定到所需输出电压的电路。
LDO的工作原理主要涉及差动放大电路、参考电压源和调整电路三个方面。
与其他稳压器相比，LDO的特点是能够实现更低的输出压降（Drop-Out）。
LDO的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.输入电压经过输入滤波电路后进入差动放大电路。
该电路根据负反馈原理控制输出电压稳定在所需值。
当输入电压变动时，差动放大电路会调整控制信号，以使输出电压保持不变。
2.参考电压源为差动放大电路提供稳定的参考电压。
参考电压源通常由一个稳压二极管或者基准电阻分压电路等构成。
它的稳定性对LDO的输出稳定性起着重要作用。
3.调整电路根据差动放大电路的输出信号来控制功率晶体管的导通程度，从而使LDO的输出电压稳定在预设值。
消除LDO自激是保障稳压器稳定工作的关键。
LDO自激是指LDO在特定的工作条件下无法保持稳定输出电压的现象。
常见的LDO自激原因有负载容性不稳定、输入滤波电容选择不当和电感不当。
消除LDO自激的方法主要包括以下几个方面：1. 选用稳定的输出滤波电容。
输出滤波电容的选择应符合负载特性和输出电压的要求。
常见的电解电容和陶瓷电容都可以使用，但电容的ESR（Equivalent Series Resistance）和ESL（Equivalent Series Inductance）要适当。
2.优化输入滤波电容。
输入滤波电容可以帮助在输入电压变化较大时提供更稳定的电压，一般使用电解电容和陶瓷电容的组合，以减小ESR和ESL的影响。
3.添加补偿电路。
补偿电路可以通过在差动放大电路中增加电容或者电感等元件来提高稳定性。
补偿电路可以根据LDO特性进行调整，使LDO能够稳定工作。
4.保证良好的散热。
LDO在工作过程中会产生一定的热量，如果散热不良，会导致温度过高，进而影响到LDO的稳定性。
ldo器件关键特性详解
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z.
-
无关。
以上描述的是引脚功能
ADJ/GND 表述的是在可调输出版本时，为调整端；在固定输出版本时，为接地端。
Vin 为芯片的电源输入引脚。
Vout 为芯片的稳压电源输出引脚。
ABSOLUTE MA*IMUM RATINGS
绝对参数
最小
最大 单位
最大输入电压〔Vin 和 GND〕
20 V
万用表正表笔接输入，负表笔接 GND 测量；
有源终端 SCSI〔Small puter System Interface 小型计算机系统接口〕稳压器
DESCRIPTION The LM1117 is a low dropout voltage regulator with a dropout of 1.2 V at 800 mA of load current. LM1117 是一款低压差稳压器，在 800 毫安的负载电流下具有 1.2 V 的压差。 加横线的注意，就是说在输出电流为 800mA 时，输入与输出的压差为 1.2V。 The LM1117 is available in an adjustable version,which can set the output voltage from 1.25 to 13.8 Vwith only two e*ternal resistors. In addition, it is available in five fi*ed voltages, 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V，and 5V。 LM1117 是一个输出可调整的 LDO 版本，通过外部的两个电阻就可以设置输出为 1.25V 到 13.8V。除此之外，还有固定输出版本可以使用。
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LDO线性稳压器
线性稳压器（LDO）一、应用场景图1所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。
在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。
图 1 LDO在AC-DC电路中的应用各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。
为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图 2所示。
低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命。
同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。
图 2 LDO在电池供电电路中的应用众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图 3所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。
图 3 DC-DC电路中LDO的应用在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。
为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。
为此，要求线性稳压器具有使能控制端。
有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图 4所示。
图 4 多路LDO供电中的应用二、原理1)定义LDO 是一种线性稳压器。
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，即输出电压是输入电压与晶体管或FET产生的管压降的差值。
图 5 基本原理框图所谓压降电压，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。
2)工作原理图 6 LDO内部基本结构LDO内部电路主要由串联调整管、取样电阻、比较放大器组成。
低功耗宽频带LDO线性稳压电路设计
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2.2 电路组成与设计（1）调整管结构设计：MOS 型线性稳压器的调整管是电压驱动的，能大大降低器件消耗的静态电流，而且其较小的导通阻抗使得漏失电压也比较低，从而提高了电源的转换效率[4]。
根据调整管的平方率关系式以及设计指标Vdropout ≈ 200mV，可以计算出调整管的宽长比，结合调整管的栅极寄生电容以及工艺的要求，在重载情况下考虑调整管需工作在线性区，将调整管的宽长设计为：W=6000μm，L=0.5μm。
（2）电阻R1 与R2 选择：输出电压由反馈网络决定，根据VOUT =VREF[（R1+R2）/R1]，当选定的VREF=1.25V，R1 = 625KΩ，那么。
LDO工作原理以及消除LDO自激
LDO工作原理以及消除LDO自激LDO（Low DropOut）正式称为低压差线性稳压器，在电源管理领域中起到对输入电压进行稳压输出的作用。
工作原理如下：1.参考电压电路：LDO的工作原理的核心是参考电压电路，参考电压电路通过精密电压参考源提供一个稳定的参考电压作为基准，以便控制LDO输出电压的稳定性。
2.误差放大器：LDO内部还有一个误差放大器，它将实际输出电压与参考电压进行比较，并将差值放大。
这个差值就是系统反馈控制的误差信号。
3.稳压控制电路：稳压控制电路根据误差信号，控制功率晶体管的工作状态，将其作为一个可变电阻来控制输出电压的稳定性。
当输出电压下降时，稳压控制电路会将功率晶体管的导通时间增加，以提高输出电压；当输出电压升高时，稳压控制电路会减少功率晶体管的导通时间，以降低输出电压。
4.LDO输出电容：LDO通常还有一个输出电容，用于平滑输出电压的波动，提高输出电压的稳定性。
如何消除LDO自激？LDO自激是指LDO输出端的电压波动在其中一频段内开始出现自激振荡，导致LDO无法正常工作。
为了避免LDO自激，可以采取以下方法：1.选择合适的输出电容：LDO自激往往是由于输出电容选择不当引起的。
输出电容过大或过小都会导致自激。
因此，在设计中需要选择适当的输出电容，以确保LDO的稳定性。
2.选择合适的补偿电容：补偿电容是用于对LDO进行补偿的元件，可以提高系统的稳定性。
正确选择补偿电容可以有效地抑制LDO的自激现象。
3.增加频谱阻尼：通过增加频谱阻尼，可以降低输出导通时的电位噪声，从而减小自激的可能性。
在设计中可以采用锁相环和滤波器等方法来增加频谱阻尼。
4.优化布线：在设计过程中，合理布线可以减少LDO自激的可能性。
避免干扰源与LDO输入、输出端的过近距离，减小干扰对LDO的影响。
5.排除干扰源：LDO自激往往由于周围环境中的干扰源引起。
通过对干扰源进行有效的屏蔽和隔离，可以降低LDO自激的发生概率。
ldo设计流程
ldo设计流程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：LDO（低压差线性稳压器）是一种电源管理集成电路，用于在输入电压变化较大的情况下提供稳定的输出电压。
在电子设备中，LDO设计是非常重要的，因为它能够确保系统中各个芯片、传感器和其他元件都能够获得稳定的电源供应，从而提高系统性能和稳定性。
LDO设计流程通常包括以下几个步骤：1. 确定需求：在开始LDO设计之前，首先需要明确系统的需求，包括输出电压、负载电流、输入电压范围、线性度要求等。
这些需求将直接影响LDO的设计参数。
2. 选型：根据系统需求和性能要求，选择适合的LDO芯片。
在选型过程中需要考虑输出电压范围、负载电流能力、线性度、静态功耗、温度稳定性等因素。
3. 电路设计：根据选定的LDO芯片规格，设计LDO电路。
这包括输入滤波电容、输出电容、过压保护电路、短路保护电路等。
4. 仿真验证：使用电路仿真工具对设计的LDO电路进行仿真验证，验证电路的性能是否符合设计要求。
在仿真过程中可以调整参数，优化电路性能。
5. PCB布局：设计好的LDO电路需要进行PCB布局，布局要合理，尽量减小短路、电磁干扰等问题。
同时需要注意LDO芯片、输入输出电容的位置和连接。
6. 样品制作：根据PCB设计文件制作LDO电路的样品，进行实际测试验证LDO的性能。
7. 整体系统测试：将LDO集成到整体系统中，进行测试验证LDO在实际工作环境中的性能和稳定性。
8. 优化和迭代：根据测试结果进行优化，进一步提高LDO的性能和稳定性。
根据系统的需求变化和技术进步，进行迭代设计，不断提高LDO的性能和可靠性。
LDO设计流程是一个不断优化和迭代的过程，需要综合考虑电路性能、成本、可靠性等因素，制定合理的设计方案。
通过严格的设计流程和测试验证，可以确保LDO在实际应用中能够稳定可靠地工作，提高系统的性能和可靠性。
第二篇示例：一、概述低压差线性稳压器（LDO）是一种常见的集成电路，用于将输入电压稳定输出为设定电压。
LDO稳压器工作原理详细分析
LDO稳压器工作原理详细分析随着便携式设备（电池供电）在过去十年间的快速增长，象原来的业界标准LM340和LM317这样的稳压器件已经无法满足新的需要。
这些稳压器使用NPN达林顿管，在本文中称其为NPN稳压器（NPN regulators）。
预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差（Low-dropout）稳压器（LDO）和准LDO稳压器（quasi-LDO）实现了。
NPN稳压器（NPN regulators）在NPN稳压器（图1：NPN稳压器内部结构框图）的内部使用一个PNP管来驱动NPN达林顿管（NPN Darlington pass transistor），输入输出之间存在至少1.5V～2.5V的压差（dropout voltage）。
这个压差为：Vdrop＝2Vbe＋Vsat（NPN稳压器）（1）LDO稳压器（LDO regulators）在LDO(Low Dropout)稳压器（图2：LDO稳压器内部结构框图）中，导通管是一个PNP管。
LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降，满载（Full-load）的跌落电压的典型值小于500mV，轻载（Light loads）时的压降仅有10～20mV。
LDO的压差为：Vdrop＝Vsat（LDO稳压器）（2）准LDO稳压器（Quasi-LDO regulators）准LDO（Quasi-LDO）稳压器（图3：准LDO稳压器内部结构框图）已经广泛应用于某些场合，例如：5V到3.3V转换器。
准LDO介于NPN稳压器和LDO稳压器之间而得名，导通管是由单个PNP管来驱动单个NPN管。
因此，它的跌落压降介于NPN稳压器和LDO之间：Vdrop＝Vbe＋Vsat（3）稳压器的工作原理（Regulator Operation）所有的稳压器，都利用了相同的技术实现输出电压的稳定（图4：稳压器工作原理图）。
输出电压通过连接到误差放大器（Error Amplifier）反相输入端（Inverting Input）的分压电阻（Resistive Divider）采样（Sampled），误差放大器的同相输入端（Non-inverting Input）连接到一个参考电压Vref。
负压ldo设计要点
负压ldo设计要点
负压LDO（Low Dropout）稳压器是一种常见的电压稳定器，其设计要点包括以下几个方面：
1. 工作原理，负压LDO的工作原理是通过一个PNP型晶体管来实现负压差。
当输入电压高于输出电压时，PNP型晶体管会将多余的电压转化为电流，从而实现负压稳压。
2. 稳压性能，在设计负压LDO时，需要考虑其稳压性能，包括输出电压的稳定性、负载调节能力、线性度等指标。
稳压性能的好坏直接影响到稳压器的实际应用效果。
3. 输入输出电容，为了提高LDO的稳定性和抑制噪声，通常需要在输入端和输出端加入适当的电容。
输入电容可以减小输入电压的纹波，输出电容可以提高负载调节能力和抑制输出纹波。
4. 过压保护，为了保护负压LDO不受输入电压过压的损害，设计中需要考虑过压保护电路的设计，以确保LDO在过压情况下能够正常工作并不受损。
5. 热稳定性，负压LDO在工作时会产生一定的热量，设计时需
要考虑散热和热稳定性，以确保在各种工作环境下都能够正常工作。
6. 超低功耗，随着电子设备对功耗要求的不断提高，设计负压LDO时需要考虑其在轻负载和断续工作状态下的超低功耗特性，以
满足节能环保的要求。
总之，设计负压LDO需要综合考虑稳压性能、过压保护、热稳
定性、超低功耗等多个方面，以确保稳压器在各种工作条件下都能
够可靠稳定地工作。
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LDO线性稳压器设计方案及工作特性
在便携式电子产品中，电源效率越高意味着电池使用时间越长，而线性稳压器效率=输出电压×输出电流/输入电压×输入电流×100%,因此，输入与输出电压差越低、静态电流（输入电流与输出电流之差）就越低，线性稳压器的工作效率就越高。
本文设计的低压差线性稳压器其输出电压为2.5V或输出可调，满足当负载为1mA时，最小输入输出压差为0.4mV,当负载为300mA时，压差为120mV,电源电压工作范围为2.5~6V.
电路结构与工作原理
低压差线性稳压器的电路结构如图1所示，电路由调整管，带隙基准电压、误差放大器、快速启动、过流限制、过热保护、故障检测、及取样电阻网络等模块组成，并具有使能、输出可调等功能。
调整管作为压差的负载器件，要满足本设计的要求，对于它的选择需重点考虑：首先比较三极管和MOS管，由于三极管是流控器件，而MOS管是压控器件，比较而言MOS管结构的静态电流更低。
其次，NMOS管工作时需一比输出电压高的驱动信号，而PMOS管则无此需求，特别在低输入电压时要产生一高的驱动电压变得较困难。
因此，本文采用PMOS管作为调整管。
图1低压差线性稳压器电路结构
电路的工作原理是：在电路上电过程中，快速启动电路内有一个500μA的电流源的对CC 端的旁路电容C充电，使电路尽快上电启动，误差运放的同相端经由取样电阻R1、R2对输出电压V0采样，再与Vref比较后输出放大信号，控制调整PMOS管的栅极电压，使输出电压V0保持稳定，即：
电路在工作过程中出现过流、过热情况时，过流限制与过热保护电路会快速响应，调整管的导通状态会被减弱、关断，保护电路不致损坏，同时故障检测电路会产生一个低电平信号。
使能端接高电平时电路正常工作；当使能端为低电平时，基准电路及调整PMOS管关断，电路处于等待状态。
关键特性分析及设计考虑
1、漏失电压（VDO）和静态电流（Iq）
漏失电压定义为维持稳压器正常工作的最小输入输出电压差，它是反映调整管调整能力的一个重要因素。
对采用PMOS管作调整管的电路，漏失电压由导通电阻（Ron）和负载电流（Io）确定，即：VDO = Io×Ron.低压差线性稳压器的静态电流为输入电流与输出电流之差，即：Iq = Ii -Io.静态电流由偏置电流和调整管的栅极驱动电流组成。
对PMOS调整管而言，栅极由电压驱动，几乎不产生功耗。
在稳压器承载小负载或空载时，漏失电压极低，静态电流等于稳压器工作时的总偏置电流。
设计时注意使PMOS调整管的导通电阻和漏电流尽可能做小，各模块电路在小电流状态下能正常工作。
2、功耗（Pw）和效率（η）
低压差线性稳压器的功耗为输入能量与输出能量之差，即：
PW = VI II - VO IO = （VI - VO）IO + VI Iq
上式中，前一项是调整管产生的功耗，后一项是静态电流功耗。
稳压器效率如前所述可表示为：
η= IO VO / （IO + Iq ）VI×100 %
功耗与效率的表达式充分说明对于低压差线性稳压器，低漏失电压、低静态电流意味着低功耗、高效率。
3、负载调整能力和电压调整能力
负载调整能力指当输出电流变化时，输出电压维持一定值的能力，定义为：ΔVO /ΔIO,它表征了负载变化而稳压器维持输出在标称值上的能力，该值越小越好。
电压调整能力指当输入电压变化时，输出电压维持一定值的能力，定义为：ΔVO /ΔVI,它表征了输入电压变化而稳压器维持输出在标称值上的能力，该值也是越小越好。
对图1的电路结构其负载调整能力和电压调整能力分别为：
其中gm为调整管的跨导；Aod为误差放大器的开环差模增益；Rds为调整管源漏间的等效电阻；RL为负载电阻；R1、R2为取样电阻。
由上式可见，减小ΔVO÷ΔIO和ΔVO÷ΔVI 的关键是尽可能增大gm和Aod.
4、瞬态响应
瞬态响应是稳压器的动态特性，指负载电流阶跃变化引起输出电压的瞬态脉冲现象和输出电压恢复稳定的时间，与输出电容COUT和输出电容的等效串联电阻RESR,以及旁路电容Cb有关，最大瞬态电压脉冲值ΔVTR（MAX）为：
其中：IO（MAX）是指发生阶跃变化的最大负载电流；Δt1是稳压器闭环的响应时间，与稳压器闭环带宽（0dB频率点）有关。
设计应用时需考虑降低稳压器的瞬态电压脉冲，即提高稳压器的带宽，增大输出和旁路电容，降低其等效电阻。
5、输出精度
稳压器的输出精度是由多种因素的变化在输出端共同作用的体现，主要有输入电压变化引起的输出变化ΔVLR、负载变化引起的输出变化ΔVLDR、基准漂移引起的输出变化ΔVref、误差放大器失调引起的输出变化ΔVamp、采样电阻阻值漂移引起的输出变化ΔVres、以及工作温度变化引起的输出变化ΔVTC,输出精度ACC由下式给出：
其中ΔVref、ΔVamp及ΔVres对ACC影响较大，故基准电压源、误差放大器及采样电阻网络的拓扑结构在设计时需重点考虑。
电路设计及模拟结果
1、带隙基准电压源的设计
基准电压源是线性稳压器的核心模块，是影响稳压器精度的最主要因素。
带隙基准电压源的工作原理是利用晶体管的VBE所具有的负温度系数与不同电流密度下两晶体管之间的ΔVBE所具有正温度系数的特性，乘以合适的系数使二者相互补偿，从而得到低温漂的输出电压。
电路实现如图2所示，有：
其中n为Q1、Q2的发射区面积比。
HspICe模拟结果表明，当电源电压变化范围在2.5~6V 之间时，常温下VREF = 1.254V,温度变化范围在-30~120℃之间时，温漂系数小于
10×10-6/℃。
图2带隙基准源电路
2、误差放大器的设计
误差放大器将输出反馈采样电压与基准电压进行差值信号比较放大，输出后控制调整管的导通状态，保持Vout稳定，其增益、带宽及输入失调电压等指标对稳压器的输出精度、负载和电压调整能力、瞬态响应等特性有较大影响，电路实现如图3所示。
通过HspICe模拟得到该误差放大器在VCC1为4.2V时，其输入失调电压为0.05μV,直流增益为110dB,带宽达到
10MHz.
图3误差放大器电路
3、过流限制模块的设计
过流限制电路的设计思路是通过对调整管栅源电压进行采样，实现控制调整管的栅极电压，从而达到限制输出电流的目的，电路实现如图4所示。
图4过流限制电路
当负载电流由小增大时，VDrv随之降低，调整管MTG的ID随之增大，通过M20对调整管MTG 的栅源电压进行采样，使得M31的栅极电压增大，这样M21的栅极电压随之降低，从而实现对VDrv的调整。
通过Hspice模拟得到，当负载电流超过330mA时，M21将开始导通，从而使VDrv随之提高，使调整管MTG导通程度减弱，起到限流保护作用。
3.4过热保护模块的设计
过热保护电路的设计思路是利用对温度敏感的元件来检测的片内温度的变化，当温度超过设定值时，保护电路动作，调整管被关断，以防其损坏，电路实现如图5所示。
图5过热保护电路
利用晶体管的VBE具有负温度系数的特性，将Q0作为测温元件，由M12、M13、M10、M5、和M4形成一比较器，M11、R1和R2组成分压电路。
在低于温度设定值时设计VGM12 VGM13,比较器反转，VGM3变为高电平，TOUT的输出为低电平，从而实现关断调整管。
本电路的温度保护设定值为160℃，Hspice的模拟结果如图6所示，图中×代表输出电压VOUT,⊙代表VGM12,Δ代表VGM13,负载电流为300mA.
图6输出电压随温度的变化（I0=300mA）
3.5总体电路模拟结果
本电路采用韩国现代公司0.6μm工艺模型，通过Hspice对整体电路及各关键模块进行了模拟优化，典型工作条件下模拟结果如表1,输出电压随输入电压及温度的变化如图6、图7所示，模拟结果充分验证了设计的正确性。
图7输出电压随输入电压的变化（IO = 300mA）
4总结
本方案分析讨论了低压差线性稳压器的设计方案及工作特性，并给出了关键模块的电路设计图，HSPICE的模拟结果验证了电路具有良好特性，该电路采用标准CMOS工艺实现，具有较高的实用价值。