1、.目錄目 錄1 引 言 . 11.1 研 究 背 景 及 意 義 .·.············ 11.2 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 (L D O ) 概 述 .21.2 .1 L D O 簡 介 .21.2. 2 L D O 分 類 .31.2 .3 L D O 的 應 用 .·.31.3 本 文 的 主 要 工 作 .···········

2、;··52 L D O 的 基 本 原 理 及 性 能 參 數 .72 .1 LDO 的 核 心 電路 構 成 .·······································

3、;·72 .2 工 作 原 理 .82 .3 設 計 參 數 .82 .3 .1 最 小 壓 降 (D ro p o ut Vo lt ag e).82 .3 .2 靜 態 電流 .92 .3 .3 效 率 .92 .3 .4 線 性 調 整 率 .，.··.···········92 .3 .5 負 載 調 整 率 .···.·.···· 102 .3 .6 負 載 瞬 態

4、響 應 .········· n2 .3 .7 電 源 抑 制 比 (P S R R ) . H3 穩 定 性 分 析 與 頻 率 補 償 . 133 .1 穩 定 性 理 論 . 133 .2 L D o 補 償 原 理 .············ 143 .2 .1 L D O 的 穩 定 性 分 析 . 143 .2 .2 典 型 補 償 方 法 .··

5、3;················ 163 .3 本 文 設 計 的 補 償 方 法 . 184 各 模 塊 的 設 計 與 仿 真 .·.························

6、···································234 .1 基 準 電 流 源 .234 .1.1 基 準 電 流 源 的 基 本 原 理 .234 .1.2 基 準 電 流 源 電 路 的 設 計 與 仿 真 .254 .2

7、 . 基 準 電 壓 源 .，.284 .2 .1 帶 隙 基 準 電 壓 源 的 基 本 原 理 .284. 2 .2 低 壓 基 準 電 壓 源 思 想 .304 .2 .3 低 壓 基 準 電 壓 源 的 設 計 和 仿 真 .314 .3 誤 差 放 大 器 的 設 計 與 仿 真 . 3 44 .3 .1 誤 差 放 大 器 設 計 .34：西安 理 工 大 學碩 士 學位論 文4 .3 .2 交 流 仿 真 . 364 .4 過 熱 保 護 電路 設 計 及 仿 真 . 3 74 .4 .1 功 能 概 述 . 3 74. 4 .2 原 理 分 析 . 3 84 .4. 3 過 熱

8、 保 護 電 路 設 計 及 仿 真 .、.，.，.4 04 .5 過 流 保 護 電 路 .414 .5 .1 功 能 概 述 . 414 .5 .2 原 理 分 析 . 4 24 .5 .3 過 流 保 護 電 路 的 設 計 與 仿 真 . 4 25 整 體 電 路 的 仿 真 和 分 析 .，.455 .1 直 流 特 性 仿 真 . 455 .1.1 壓 差 仿 真 . 455 .1.2 線 性 調 整 率 仿 真 . 4 65 .13 負 載 調 整 率 仿 真 .4 65 .1.4 靜 態 功 耗 仿 真 .4 75 .1.5 溫 度 特 性 仿 真 . 485 .2 交 流 特

9、 性 仿 真 . 485 .2 .1 電源 抑 制 比 仿 真 .，. 485 .2 .2 噪 聲 仿 真 . 4 95 .3 瞬 態 特 性 仿 真 .4 95 .3 .1 負 載 瞬 態 響 應 仿 真 . 505 .3 .2 電源 瞬 態 仿 真 . 516 結 論 .，. 53致 謝 .，. 55參 考 文 獻 . 57在 校 期 間 發 表 的 論 文 . 61引 言1引 言1 . 1 研 究 背 景 及 意 義便 攜 電 子 設 備 不 管 是 由交 流 市 電經 過 整 流 (或 交 流 適 配 器 ) 后 供 電 ，還 是 由蓄 電池 組 供 電 ，工 作 過 程 中 ，電源

10、電 壓 都 將 在 很 大 范 圍 內變 化 。比 如 單 體 鏗 離 子 電池 充 足 電 時 的 電 壓 為 4. 2 V ， 放 完 電 后 的 電 壓 為 2. 3 V ， 變 化 范 圍 很 大 。 各 種 整 流 器 的 輸 出 電 壓 不 僅 受 市 電 電壓 變 化 的 影 響 ，還 受 負 載 變 化 的 影 響 。為 了 保 證 供 電 電 壓 穩 定 不 變 ，幾 乎 所 有 的 電子 設 備 都 采 用 穩 壓 器 供 電 。小 型 精 密 電子 設 備 還 要 求 非 常 干 凈 (無 紋 波 、無 噪 聲 ) 的 電源 ， 以 免 影 響 電子 設 備 正 常 工

11、作 。為 了滿 足 精 密 電 子 設 備 的 要 求 ，應 在 電源 的 輸 入 端 加 入 線 性 穩 壓 器 ， 以保 證 電源 電壓 恒 定 和 實 現 有 源 噪 聲 濾 波 。L D O穩 壓 器 的 市 場 非 常 大 ， 而 且 前 景 誘 人 ， 因 而 世 界 著 名 的 半 導 體 廠 商 無 一 不 在 研 發 和 生 產 這 類 器 件 。具 體 到 某 一 個 便 攜 式 電子 設 備 ，所 需 L D O 穩 壓 器 并 非 是 一 個 。例 如 ， 在 G S M電源 管 理 系 統 中 ， 就 有 6 個 L D O 穩 壓 器 ，其 中 包 括 模 擬 L

12、D O 、T C X O L D O 、 實 時 時 鐘 (RTC ) 告 警 L D O 和 存 儲 L D O 穩 壓 器 等 。 與 其 他 IC比較 ，L D O 穩 壓 器 IC的 制 造 難 度 并 不 大 。我 國 IC制 造 廠 商 也 正 在 把 握 L D O 器 件 的 巨 大 商 機 。 同 時 ， 國 內業 界 對L D O 穩 壓 器 IC的 發 展 動 態 也 給 予 高 度 的 重 視 。為 了 滿 足 市 場 對 更 高 效 率 、更 高 電源 密 度 、更 小 占位 面 積 、更 大 可 靠 性 和 更 低 成 本 的 需 求 ，各 大 lC 公 司 不 斷

13、 推 出 新 的 產 品 。例 如 ，德 州 儀 器 公 司 (TI ) 于 2 0 06 年 6 月 推 出 的 開 S 74X X X 系 列 L D O ，有 無 電容 都 可 以穩 定 工 作 ， 且 在 線 路 、 負 載 及 溫 度 變 化 條 件 下 的 穩 壓 誤 差 僅 1% 。凌 特 公 司 (Li ne ar Te chn ol og y ) 于 20 06 年 9 月 推 出 的 LT c 344 6 ，集 成 了 兩 個 3 0 Om A V L D O (超 低 漏 L D O ) 和 一 個 同 步 降 壓 型 穩 壓 器 ，可 實 現 90 % 的 高 效 率

14、且 最 大 限 度 地 降 低 了 噪 聲 ， 并 實 現 了快 速 瞬 態 響 應 。新 一 代 高 性 能 L D O 正 朝 著 超 低 壓 差 、 高 精 度 、 小 封 裝 尺 寸 和 無 輸 出 電容 等 方 向 快 速 發 展 。麥 克 雷 爾 (M ic re l)于 20 08年 8 月 推 出 具 有 低 輸 入 電 壓 性 能 的 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 (L D O )的 系 列 產 品 M IC 53 13 /4 /5 /6 。M IC 5 3 13/4 /5/6系 列 產 品 整 合 了 兩 個 能 夠 以低 至 1.7V 的 輸 入 電 壓 運 行 且 僅

15、 需 消 耗 37 琳 總 靜 態 電 流 的 L D O 。 為 了 在 低 電 壓 軌 中 穩 壓 并 提 供 盡 可 能 最 高 的 轉 換 效 率 ， M IC 53 lx系 列 產 品 采 用 了 非 常 低 的 壓 差 設 計 方 案 。 當 兩 個 通 道 都 起 作 用 時 ，雙 穩 壓 器 中 的 任 何 一 個 都 能 夠 供 應 高 達 3 00 m A 的 輸 出 電 流 ，而 僅 需 消 耗 37 琳 的 總 靜 態 電 流 。低 靜 態 、低 輸 入 電 壓 性 能 以及 低 靜 態 電 流 的 結 合 使 M IC 53 lx系 列 產 品 能 夠 在 需 要 連

16、 續 供 電 的 要 求 嚴 格 的 應 用 中 使 用 。M IC 5 3 13/4 /5/6產 品 系 列 還 支 持 使 用 非 常 小 的 陶 瓷 輸 出 電 容 器 ，從 而 降 低 所 需 的 電 路 板 空 間 和 組 件 成 本 。該 產 品 系 列 以 固 定 的 輸 出 電 壓 推 出 。此 外 ，這 一 系 列 產 品 還 提 供 高 電源 抑 制 比 (P s R R )、P O R 、 電 壓 調 度 、 快 速 的 開啟 時 間 、 電 流 限 制 和 過 熱 關 閉 保 護 功 能 ， 并 可 在 零 下 4 0 度 到 125度 的 溫 度 范 圍 內 運 行

17、，M JC 53 13 /4/ 5 /6系 列 產 品 目前 均 己批 量 銷 售 ， 每 10 00件 的 起 定 價 為 每 件 1.29美 元 。西安 理 工 大學碩 士 學位論 文1.2 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 (L D O ) 概 述1.2 .1 L D O 簡 介線 性 穩 壓 器 即 線 性 電 壓 調 節 器 ，其 輸 入 與 輸 出 之 間 的 電 壓 差 是 一 個 非 常 重 要 的 技 術 指 標 ，為 減 小 穩 壓 器 的 自身 損 耗 ，提 高 系 統 效 率 ，人 們 總 是 希 望 穩 壓 器 本 身 的 電 壓 降 盡 可 能 小 一 些 。輸 入

18、電 壓 與 輸 出 電 壓 之 間 差 值 比較 小 的 穩 壓 器 ，被 稱 作 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 (L ow D rop o ut L in ear R egu lat or)，簡 稱 L D O 。突 出 的 優 點 有 以下 幾 個 方 面 : 1 、 內部 結 構 簡 單 ， 成 本 只 有 開 關 電源 的 幾 分 之 一 ; 2 、線 性 穩 壓 器 的 封 裝 非 常 適 合 應 用 在 便 攜 電 子 設 備 中 ，如 移 動 電 話 、無 線 調 制 解 調 器 和 掌 上 電 腦 等 ;外 圍 電 路 簡 單 ， 對 于 固 定 電 壓 輸 出 的 使 用

19、場 合 ， 外 圍 電路 只 需 要 兩 個 小 電容 即 可 構 成 整 個 電源 設 計 方 案 ;3 、輸 出 電 壓 噪 聲 較 其 他 電源 芯 片 低 ，非 常 適 合 構 成 對 噪 聲 敏 感 的 音 頻 電 路 的 供 電 電 路 。L D O 穩 壓 器 在 各 種 便 攜 式 電 子 產 品 和 以 電 池 作 為 電 源 的 系 統 中 有 著 非 常 廣 泛 的 應 用 ， 故 在 近 幾 年 得 到 迅 速 發 展 并 不 斷 更 新 換 代 。 如 早 期 標 準 線 性 穩 壓 器 采 用 N PN 達 林 頓 管 作 為 調 整 管 ，其 壓 差 在 2. 5

20、V 一3 V 之 間 ; 其 后 的 準 L D O 線 性 穩 壓 器 改 用 PN P 和 N P N ( 準L D O ) 結 構 后 ，其 壓 差 降 為 1.2 V 一1.S V 之 間 ; 之 后 的 低 壓 差 (L D O ) 線 性 穩 壓 器 采 用 P N P 管 (L D O ) 作 為 調 整 管 ， 其 壓 降 可 以 降 到 0. 3 V 一0. 6 V 之 間 ; 最 新 的 低 壓 差 (L D O ) 線 性 穩 壓 器 采 用 P 溝 道 功 率 M O S F E T ， 則 可 以進 一 步 減 小 壓 差 ，其 壓 差 可 以 降 到 0 .IV 一

21、0. 3V 之 間 。近 一 兩 年 內 ， 很 多 新 型 L D O 穩 壓 器 相 繼 投 入 市 場 ，其 總 的 發 展 趨 勢 如 下 【5:1 、 超 低 壓 差 。 目前 ， 15 Om A 的 L D O 穩 定 器 ( 如 S A 5 7 0 0 0) 在 50 m A 輸 出 電 流 下 的 壓 差 僅 約 55 m V ， 3 0 Om A 的 L D O 穩 壓 器 ( 如 M A X 8 8 6 0) 在 2 0 0m A 輸 出 電 流 下 的 壓 差 僅 約 10 O m V 。傳 統 IA 的 L D O 穩 壓 器 的 壓 差 不 低 于 0. 3 V (

22、如 A N 8 0 P X X R S P 系 列 ) ，而 新 型 IA的 L D O 穩 壓 器 的 差 壓 降 至 0 .2 V ( 如 M A X 8 8 6 9 和 RE G 10 4 );2 、 超 低 功 率 。 如 M A X 1725 /M A X 17 26 這 類 L D O 穩 壓 器 lC ， 在 2 林A 的 超 低 電 源 電 流 下保 證 正 常 工 作 ， 在 以 電池 作 為 電源 的 系 統 中 應 用 能 夠 延 長 電池 的 使 用 壽 命 ;3 、 超 低 噪 聲 。 目前 ，新 一 代 L D O 穩 壓 器 的 噪 聲 電 壓 一 般 控 制 在

23、 30 林V 左 右 ;4 、 小 輸 入 電 容 和 無 輸 出 電 容 器 。50m A 一IA L D O 穩 壓 器 ， 大 多 可 使 用 1叮 小 容 量 的 輸 出 電 容 器 ， 同 時 可 采 用 小 型 陶 瓷 電 容 器 或 微 型 多 層 陶 瓷 電 容 器 。 有 些 L D O 穩 壓 器 ， 甚 至 不 需 要 輸 出 電 容 器 。 因 此 ， P C B 尺 寸 大 大 縮 小 ， 同 時 節 約 了 空 間 ;5 、 多 功 能 化 。 新 一 代 L D O 穩 壓 器 lC ， 大 多 帶 有 熱 關 斷 和 輸 出 電流 限 制 等 保 護 功 能 。

24、有些 L D O 器 件 還 帶 有 輸 出 開 /關 控 制 、 輸 出 電 壓 可 調 和 反 向 電 壓 保 護 等 功 能 ;6 、 采 用 小 型 封 裝 和 超 小 型 封 裝 。 如 5 腳 S O T 2 3 、 5 腳 S C 7 0 、 3 腳 S O T 2 2 3 和 8 腳 5 0 封 裝 。 D F N 和 5 0 T- 23 封 裝 的 微 功 率 L D O 穩 壓 器 可 承 受 高 達 loo V 的 輸 入 電 壓 。引 言1.2 .2 L D O 分 類1 、 按 靜 態 消 耗 電流 大 小 分 為 :( 1) 全 向功 耗 L D O (o m n

25、ip o w er L D O ) 是 一 種 靜 態 電流 稍 大 但 性 能 優 于 三 端 穩 壓 器 的 新 型 線 性 穩 壓 器 ，其 靜 態 電 流 在 100 泌 一lm A 。其 產 品 有 A A T 3 2 19/ 犯 0 0/ 32 01 /15 0In A ，適 用 于 使 用 A C/ D C 固 定 電源 的 所 有 電 子 、 電 器 產 品 ;(2) 微 功 耗 L D O (M ic ro P ow er ) 是 一 種 微 安 功 耗 的 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 ，具 有 極 低 的 自 由 噪 聲 和 較 高 的 電 源 紋 波 抑 制 能 力

26、(P S R R ) ， 具 有 快 捷 的 使 能 控 制 功 能 ， 其 靜 態 電 流 在 10一100 琳 。 其 產 品 有 A A T 3 2 36 /150 m A 、 A A T 3 2 36 /3 00 m A ， 使 用 于 需 要 低 噪 聲 的 手 機 電 源 中 ;(3)毫 微 功 耗 L D O(N an o P ow er ) 是 一 種 毫 微 功 耗 的 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 ， 具 有 極 低 的 靜 態 電 流 ，穩 壓 十 分 精 確 ，其 靜 態 電 流 小 于 10 泌，其 產 品 有 T M L D o A A T 322 0/2 1/2

27、 2/ 150 n1A ， 適 用 于 P D A 、 eB O O K 、D S C 、 手 持 需 要 節 電 電 子 產 品 。2 、 按 導 通 元 件 的 不 同 可 分 為 【3:( 1)標 準 的 (N PN達 林 頓 ) 線 性 穩 壓 器 (2 ) 低 壓 差 (L D O ) 線 性 穩 壓 器(3)超 低 壓 差 線 性 穩 壓1 .2 .3 L D O的 應 用( 1)交 流 供 電 的 低 壓 差 線 性 穩 壓 器 習【。，圖 1一1 所 示 為 一 種 最 常 見 的 交 直 流 轉 換 電路 ， 交 流 電源 電 壓 經 變 壓 器 后 ， 變 換 成 所 需

28、要 的 電 壓 ， 該 電壓 經 整 流 后 變 為 直 流 電 壓 。 在 該 電路 中 ，L D O 線 性 穩 壓 的 作 用 是 : 當 交 流 電源 電 壓 或 負 載 變 化 時 ，穩 定 輸 出 電壓 ，抑 制 紋 波 電壓 ，消 除 電源 產 生 的 交 流 噪 聲 。矛漢人C 轆 入汀汀 玲玲一l;圖 l一1 交 流 供 電 系 統 中 的 應 用F ig l 一1 L D O u se d in A C 一p o w e r(2 ) 采 用 電 池 供 電 的 低 壓 差 線 性 穩 壓 器各 種 蓄 電 池 組 的 工 作 電 壓 都 在 一 定 范 圍 內 變 化 ，為

29、 了 保 證 蓄 電 池 組 輸 出 恒 定 電 壓 ，通 常 在 電 池 組 輸 出 端 接 入 L D O 線 性 穩 壓 器 ， 如 圖 1一2 所 示 。 L D O 線 性 穩 壓 器 的 功 耗 較 低 ， 因 此 可 以 延 長 蓄 電池 的 使 用 壽 命 。 同 時 ， 由 于 L D O 線 性 穩 壓 器 的 輸 出 電 壓 與 輸 入 電 壓 接 近 ， 因 此 在 蓄 電 池 接 近 放 電 完 畢 時 ， 仍 可 保 證 輸 出 電 壓 穩 定 。西安 理 工 大 學碩 士 學位 論 文LLL D OOO上下土丁|.八U UL尸 11圖 1一2 電 池 供 電 中

30、的 應 用F ig . 一2 L D O u se d in b a tt e ry(3 ) 開 關 電源 的 后 置 線 性 穩 壓 器開 關 電源 以轉 換 效 率 高 而 著 稱 ，但 其 輸 出 噪 聲 和 紋 波 較 大 。如 圖 1 一3 所 示 ，線 性 穩 壓 器 置 于 開 關 穩 壓 器 后 面 構 成 的 復 合 式 穩 壓 電源 ，兼 有 開 關 電源 和 線 性 穩 壓 電源 的 優 點 ，不 僅 轉 換 效 率 很 高 ， 而 且 穩 壓 性 能 好 ， 輸 出 噪 聲 極 低 ， 可 獲 得 純 凈 的 直 流 輸 出 電 壓 。， r 、 r 、開開 美 穩 壓

31、 器器器器器器器器圖 1一3 開 關 電 源 中 的 應 用F ig .l 一3 L D O u se d in sw ite h in g P o w e r(4 ) 多 路 輸 出 式 低 壓 差 線 性 穩 壓 器無 線 電通 信 設 備 通 常 只 用 一 塊 電 池 供 電 ， 但 各 部 分 電 路 常 常 采 用 互 相 隔 的 不 同 電 壓 ，因 此 必 須 由 多 只 穩 壓 器 供 電 。 為 了 節 省 共 電 池 的 電 量 ， 通 常 設 備 不 工 作 時 ， 都 希 望 L D O 線 性 穩 壓 器 工 作 于 睡 眠 狀 態 。 為 此 ，要 求 L D O

32、 線 性 穩 壓 器 具 有 使 能 控 制 端 。 單 塊 蓄 電池 供 電 的 多 路 輸 出 且 具 有 通 斷 控 制 功 能 的 供 電 系 統 如 圖 1一4 所 示 。使 能 1輸 出 1輸 出 2一下一一。|輸 出 3輸 出4圖 1一4 多 路 控 制 器 中 的 應 用F ig .l 一4 L D O u se d in m u lti一e h an n e l e o n tro lle r引 言1 .3 本 文 的 主 要 工 作_本 文 的 主 要 工 作 是 設 計 一 種 低 電壓 、低 功 耗 的 無 片 外 電容 L D O 穩 壓 器 ，輸 入 電壓 范 圍

33、是 1.4 V 碑 V ，輸 出 為 穩 定 的 1.2 V 直 流 電 壓 ，壓 差 小 于 20 0m V 。芯 片 采 用 0 .18 林m C M O S 工 藝 實 現 ，設 計 關 鍵 模 塊 并 結 合 C ad en ce 軟 件 仿 真 各 子 模 塊 和 系 統 整 體 性 能 ，各 性 能 指 標 均 滿 足 設 計 要 求 。本 文 各 章 節 內 容 安 排 如 下 :(l)第 一 章 介 紹 了 課 題 研 究 意 義 ，L D O 的 概 述 、 分 類 和 應 用 。(2)第 二 章 簡 單 介 紹 了 L D O穩 壓 器 的 拓 撲 結 構 及 其 工 作

34、原 理 ， 著 重 分 析 了 主 要 的 性 能 參 數 ， 為 設 計 出 整 體 性 能 卓 越 的 L D O 提 供 了 理 論 依 據 ;一(3) 第 三 章 分 析 系 統 的 穩 定 性 ， 首 先 介 紹 了基 本 的 穩 定 性 理 論 ， 接 著 論 述 了 兩 種 典 型 的 補 償 方 法 : 壓 控 電 流 源 補 償 和 零 極 點 對 補 償 。其 次 提 出 了 一 種 新 的 補 償 方 法 : 雙 電 容 電 容 補 償 方 法 ， 并 對 提 出 的 補 償 方 法 進 行 詳 細 地 論 述 。最 后 推 導 系 統 的 零 極 點 ， 根 據 零 極

35、 點 的 分 布 情 況 ， 手 工 繪 制 了 系 統 的 波 特 圖 ;(4 ) 第 四 章 詳 細 論 述 了 各 模 塊 的 基 本 原 理 ， 在 此 基 礎 上 設 計 了 基 準 電源 和 保 護 電 路 并使 用 C an de nc e 仿 真 了 各 模 塊 的 性 能 ;(5 ) 第 五 章 將 所 設 計 的 各 子 模 塊 搭 建 成 整 體 系 統 ， 并 仿 真 系 統 整 體 能 ;(6)第 六 章 總 結 本 文 所 做 工 作 。西安理工大學碩士學位論文6LD o 的基 本原 理 及 性 能參數2 L D O的 基 本 原 理 及 性 能 參 數2 .1 L

36、 D O的 核 心 電路 構 成圖 2一1 所示為 L D O 工作原理圖，主要 由誤差放大器 ·調整管(M p )·基準 電壓源( 呱 )和 反 饋 網 絡 ( 天一和 天2 ) 組 成 6，。獅V r e f物 U t李之一。|圖 2 一 L D O 電 路 原 理 圖F 19 .2 一1 L D O se h e m at ie(1) 調 整管 (M p )調 整 管 時 寬 長 比很 大 的 P M O S 管 ，其 柵 極 接 誤 差 放 大 器 的 輸 出 ，通 過 誤 差 放 大 器 的輸 出 電流 驅 動 P M 0 s 的 柵 極 電壓 為 負 載 提 供

37、 所 需 的 輸 出 電流 ，并 且 穩 定 輸 出 電壓 氣。，。采用 的 器 件 有 N PN達 林 頓 管 、 P N P 閃 P N 結 構 和 功 率 M O S F E T 。(2 ) 誤 差 放 大 器其 同相輸 入 端和 反相 輸 入端分 別接 反饋 電壓 珠 和基 準 電壓 喻 ，輸 出端接 調 整 管(M p ) 的 柵 極 ， 當 反 饋 電 壓 與 基 準 電 壓 不 相 等 時 ， 誤 差 放 大 器 將 這 兩 個 電 壓 的 差 值 放 大 后來驅動調整管 (M p ) 的柵壓 ，從而使反饋 電壓等 于基準 電壓 ，即 稱 二端 。所 以，設 計 高 增 益 和

38、大 驅 動 能 力 的 誤 差 放 大 器 是 非 常 必 要 的 。(3 ) 基 準 電 壓 源基 準 電 壓 為 L D O 提 供 參 考 電壓 ，其 電 壓 的 精 度 和 穩 定 性 直 接 影 響 L D O 輸 出 的 精 度 和 穩 定 性 。本 文 采 用 低 壓 基 準 電 壓 電 路 結 構 ，不 僅 可 以 產 生 所 需 的 基 準 電 壓 ，而 且 精 度 也 比 較 高 。(4 ) 反 饋 網 絡反 饋 網 絡 是 采 用 電 阻 分 壓 的 方 式 將 輸 出 電 壓 按 比 例 反 饋 到 誤 差 放 大 器 的 輸 入 端 ， 并與參考電壓珠:進行比較。反饋

39、電壓與輸出電壓的關系為: 、一尹R 】+舟凡 呱川，所以，可以通 過 調 節 R1和 R Z 來 改 變 這 兩 個 電壓 的 比例 關 系 ， 即 反 饋 系 數 。西安 理 工 大學碩 士 學位 論 文2. 2工 作 原 理當 電源 上 電 時 ，啟 動 電 路 保 證 基 準 電壓 源 工 作 在 正 常 狀 態 ，為 誤 差 放 大 器 的 反 相 輸 入 端提供一個精確的參考 電壓 喻 ;輸 出電壓 玖J，經過反饋 電阻Rl 和 R Z 分壓后產 生反饋 電壓 珠 ，將其接誤差放大器的同相輸入端 。誤差放大器 比較 耳、和 陳 ，將兩 電壓之差放大后 驅動調整管 M p 的柵極 ，通

40、過改變調整管 的輸 出電流 ，使反饋 電壓 陳 近似 等于基準 電壓耳vf從 而 使 輸 出 電壓 穩 定 在 一 個 固 定 的 電壓 值 【7，。由基 準 電 壓 源 、 誤 差 放 大 器 、 功 率 調 整 管 和 反 饋 網 絡 組 成 的 系 統 是 一 個 負 反 饋 系 統 ， 閉環 系 統 中 各 電壓 關 系 滿 足 下 式 :(Vrcr一p氣。，).A 一氣。，(2一，)A_ _11vo u，= 了，又萬 氣u，= 下 . ，一二丁一 ure f( 2 一2 )I + 戶月pl +夕。 ，/ 洲R ，A 是 由誤 差 放 大 器 和 調 整 管 組 成 運 放 的 增 益

41、 ，反 饋 系 數 p =R I + R Z ，假 設 腳 > > 1 ，則 輸 出電 壓 可 表 示 為 :( 2 一3 )vou，二:1·妙、2. 3設 計 參 數設 計 參 數 是 L D O 整 體 性 能 的 衡 量 標 準 【8【”。通 過 對 設 計 參 數 的 推 導 ，可 以 了 解 各 參 數 的 決 定 因 素 以及 參 數 之 間 的關 系 ， 從 而 在 設 計 電路 過 程 中更 好 的均 衡 考 慮 參 數 的 設 計 ， 最 終 設 計 出 一 個 高 性 能 的 線 性 穩 壓 器 。下 面 對 L D O 設 計 過 程 中 所 需 要 考 慮 的 各 種 要 素 進 行 詳 細 的 說 明 與 分 析 。2 .3 .r 最 小 壓 降(D ro p o u t vo一ta g e