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　　LDO穩(wěn)壓芯片在電子設計中，經常需要使用不同的流電壓給不同的器件供電，其中最常用的是通過不同的直流電壓給不同的器件供電。LDO穩(wěn)壓芯片可以獲得不同的直流電壓導出，由于成本低、性能好、使用簡單，使得LDO穩(wěn)壓芯片使用越來越多，幾乎每個電子設備都有它的形象。說它很容易使用，因為在一般設計中，只需要添加適當?shù)妮斎腚妷?，幾個濾波電容器可以得到想要的輸出電壓，非常簡單，但也因為這個看似簡單的用法，讓許多技術水平不均勻的工程師不結合自己的具體設計，直接復制別人的設計或隨機找到芯片制造商推薦的應用圖，不注意設備工作原理和性能特點，雖然輸出電壓也可以得到，也可以正常運行，但有很多設計風險，隨時都會有問題。今天讓我們糾正心態(tài)，再次全面理解LDO穩(wěn)壓芯片。

　　LDO穩(wěn)壓芯片定義?

　　LDO即low dropout regulator，是一種低壓差、線性、穩(wěn)壓器。

　　“低壓差”：輸入輸出壓降比較低，例如輸入3.3V，輸出可以達到3.2V。

　　“線性”：LDO內部的MOS管工作在線性電阻區(qū)間，這句話很重要，理解透也很重要。

　　“穩(wěn)壓器”說明了LDO的用途是用來給電源穩(wěn)壓。

　　我們常用的7805、1117系列等都是常用的LDO穩(wěn)壓芯片，其實7805這種芯片dropout電壓大的不要不要的，當然1117系列dropout電壓也小不到哪去，但因其成本低、性能夠用，還是很受大家歡迎的。目前低壓差做的好的能做到小于200mV，非常適合低電壓產品設計里。這里要強調的是LDO穩(wěn)壓芯片有別于DC-DC穩(wěn)壓芯片，DC-DC穩(wěn)壓芯片偏重于將內部直流輸入交流化處理，工作方式和LDO穩(wěn)壓芯片完全不同，類似開關電源性質。

　　LDO輸出為什么穩(wěn)定?

　　我們都知道LDO穩(wěn)壓芯片搭好電路后輸出就是我們想要的值且穩(wěn)定不變，那么大家想過沒，為什么輸出電壓穩(wěn)定?這里還是通過一個典型得LDO原理框圖來分析。

LDO典型內部原理框圖

　　上圖中看出了LDO芯片，內部為一個P-MOS管+一個運放+2個電阻+1個參考電壓源。

因此LDO核心架構：P-MOS+運放+參考電壓源，通過芯片內部已經設置好的電阻來達到調節(jié)P-MOS的輸出，而得到該芯片的輸出電壓。輸出電壓經過反饋電阻分壓到FB引腳，當輸出電壓高于設定值時，內部回路會改變驅動電壓，使得管子的導通壓降增大，從而降低輸出電壓。當輸出電壓低于設定值時，內部回路會改變驅動電壓，使得管子導通壓降減小，從而提高輸出電壓，形成一個完美的閉環(huán)負反饋回路，確保輸出電壓在帶負載工作時相對穩(wěn)定在某一個值或范圍內。

　　LDO穩(wěn)壓芯片重要性能參數(shù)

　　PSRR(電源電壓抑制比)

　　PSRR是許多LDO穩(wěn)壓芯片數(shù)據手冊中的公共技術要求，有些手冊里可能未列出該參數(shù)。它規(guī)定了某個頻率的AC元件從輸入到LDO輸出的衰減程度，通俗的講，是指LDO輸出對輸入紋波噪聲的抑制作用，這也是很多場合在DC/DC后級另加一顆LDO的原因(特別是后面接模擬傳感器或者ADC/DAC時)。高PSRR的LDO對輸出紋波的抑制效果還是很明顯的。下圖是某器件廠家給的PSRR特征圖。如何判斷LDO的PSRR參數(shù)是否足夠呢，舉個簡單的例子，假設LDO前面的DC/DC的開關頻率是100khz，通過該器件得PSRR特征圖得知，100khz處的PSRR是50dB，假設前端DC/DC 紋波大小100mv，那LDO之后的紋波=100mv/10(50/20)=0.3mv，可見高PSRR特性的LDO穩(wěn)壓芯片是多么重要。

某LDO芯片PSRR特征圖

　　Noise(噪聲性能)

　　不同于PSRR，噪聲是指LDO自身產生的噪聲信號，低噪聲的LDO穩(wěn)壓芯片可以很好的降低LDO產生的額外噪聲，輸出的電壓更純凈，噪聲一般計算出的值是有效值(rms)，也可以用peak to peak 來分析。

某LDO芯片噪聲特征圖

　　Low Dropout Voltage(低壓降)

　　上面開始也提到了這個參數(shù)，設計電路比如需要6v轉5v時，需要保持Low Dropout Voltage參數(shù)<1 v。性能突出的LDO一般壓降都很低，Vdropout可以做到<200mV。

　　Transient response(動態(tài)性能)

　　一些應用場合，負載變化劇烈，那么這時候這個參數(shù)就非常重要了，除了通過增加輸出電容來確保動態(tài)性能外，也盡量選用動態(tài)性能好的LDO芯片。

某LDO芯片動態(tài)性能工作圖

　　Thermal(溫度性能)

　　大家都知道LDO工作效率相對DC-DC穩(wěn)壓芯片而言很低，那怎么去校驗一個LDO是否合適呢?首先計算功耗Pd=(Vin-Vout)Iout ，其次計算溫升，一般芯片手冊里會說明溫度性能與溫升的計算公式，總之一句話，不能因為LDO芯片帶負載工作時在指定的工作溫度范圍內燒壞了。這里要強調的是不同的封裝，其LDO芯片的溫度性能是不一樣的。

　　IQ(即靜態(tài)電流)

　　一般電池供電的場合對靜態(tài)電流會有比較高的要求，一般LDO芯片的靜態(tài)電流的大小與芯片的其他性能成反關系，如低噪聲，高電源電壓抑制比，動態(tài)性能好的LDO靜態(tài)電流都偏大一些。低IQ的LDO做的好的話，<100nA。

　　怎樣?一個看似簡單的LDO穩(wěn)壓芯片沒想到會有這么多性能指標要考慮吧，在好的設計精湛的設計里，每一個元器件的選用，所處位置，值為多少，什么型號，那都是重要而必要的，都有其科學性，不可隨意替換。