適合高效能模擬應(yīng)用的線性電壓穩(wěn)壓器

　　最小電壓差小于1V的線性穩(wěn)壓器通常被歸類為低壓降線性穩(wěn)壓器(LDO)，而最小電壓差大于1V的線性穩(wěn)壓器則被歸類為標(biāo)準(zhǔn)線性穩(wěn)壓器。如果輸入電壓接近輸出電壓，而且需將功耗降至最低，此時就需要使用LDO。

　　靜態(tài)電流

　　靜態(tài)電流也稱為接地電流，這是指輸入電流與輸出電流之間的差異。若要發(fā)揮最大效率，需要低靜態(tài)電流。靜態(tài)電流包含偏移電流(例如帶隙基準(zhǔn)源、取樣電阻及誤差放大器電流)及串行導(dǎo)通組件的柵極/基極驅(qū)動電流，后者不會產(chǎn)生輸出功率。靜態(tài)電流值大部分是由串行導(dǎo)通組件和穩(wěn)壓器拓樸所決定。

　　線性電壓穩(wěn)壓器的分類

　　線性電壓穩(wěn)壓器是按照導(dǎo)通組件技術(shù)進(jìn)行分類，包括：NPN-Darlington、NPN、PNP、PMOS 及 NMOS 穩(wěn)壓器。表 1 顯示不同的類型以及一般最小電壓差與靜態(tài)電流特性。

　　PNP雙極體晶體管一般被運用于低壓降的應(yīng)用，主要是因為這類晶體管很容易就能夠達(dá)到低壓降，然而，它會產(chǎn)生高靜態(tài)電流，而且效率不高，因此不適用于以發(fā)揮最高效率為首要考慮的應(yīng)用。PMOS裝置經(jīng)過大力的開發(fā)，目前的效能已超越大多數(shù)的雙極體裝置。NMOS導(dǎo)通組件的最大優(yōu)勢是它的電阻不高，不過，柵極驅(qū)動的困難卻使得這類導(dǎo)通組件在應(yīng)用中顯得并不理想。NMOS LDO(如TPS74901)能夠在 3A 輸出電流的情況下達(dá)到120mV最小電壓差。

　　與PMOS拓樸裝置不同的是，輸出電容器對于回路穩(wěn)定性的影響不大。不論是搭配多顆電容器或甚至不搭配電容器，德州儀器推出的多款NMOS LDO都能穩(wěn)定的運作。NMOS的瞬時響應(yīng)也優(yōu)于PMOS拓樸，對于低輸入電壓的應(yīng)用更是如此。

　　高效能線性電壓穩(wěn)壓器的特殊功能

　　最簡易的電壓穩(wěn)壓器只需要Vin、Vout及GND等三個終端，在線性穩(wěn)壓器的演進(jìn)中，下一步則需要加入 ENABLE引腳，以便穩(wěn)壓器能夠開關(guān)。

　　數(shù)字應(yīng)用的穩(wěn)定性需求使得穩(wěn)壓器必須整合電源電壓監(jiān)控(SVS) 的功能，這些功能能夠?qū)?RESET 或 POWER GOOD 輸出提供給處理器。內(nèi)部比較器會監(jiān)視穩(wěn)壓器輸出電壓，并且使數(shù)字系統(tǒng)在出現(xiàn)欠壓狀況時啟動復(fù)位。輸出達(dá)到穩(wěn)壓狀態(tài)時，會在經(jīng)過一段時間后 (通常是 20 到 200ms) 停止復(fù)位。當(dāng)輸出電壓低于要求輸出電壓的遲滯窗時，便會再度進(jìn)行復(fù)位。

　　POWER GOOD指出 Vout的狀態(tài)，而且通常用于啟用其它電源以進(jìn)行定序。當(dāng)Vout超出POWER GOOD跳變閾值(通常是設(shè)定點電壓的 97%) 時，POWER GOOD引腳會進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，否則 POWER GOOD 會降低。