線性穩壓器是通過輸出電壓反饋，經誤差放大器等組成的控制電路來控制調整管的管壓降VDO(即壓差)來達到穩壓的目的，如下圖所示。它的特點是：VIN VOUT，且調整管工作在線性區(線性穩壓器因此得名)。當輸入電壓的變動或負載電流的變化引起輸出電壓變動時，可通過反饋及控制電路，改變VDO的大小，使輸出電壓VOUT基本不變。

線性穩壓器的工作原理

線性穩壓器基本上由輸入、輸出、GND引腳所構成，可變輸出則在此增加反饋輸出電壓的反饋（feed back）引腳（參考下圖）。

線性穩壓器内部電路基本上由誤差放大器（誤差檢測用運算放大器）、基準電壓源、輸出晶體管所構成。輸出晶體管雖用Pch MOSFET，但也可使用Nch的MOSFET、雙極的PNP、NPN晶體管。

線性穩壓器設計注意細節

1、負載瞬态響應

負載快速變化期間，多數穩壓器都具備一定的能力使輸出保持在穩壓範圍内。負載變化時，輸出FET栅極驅動需要随之變化。而栅極驅動達到新水平所需的時間決定了輸出電壓的瞬态下沖或過沖。

滿載時的快速瞬變會造成最差情況下的瞬态下沖。選擇穩壓器之前，須務必檢查瞬态響應。與從1%滿載作為初始條件相比，從10%滿載開始通常會給出更好的結果；因為10%負載預偏置與1%負載預偏置相比，輸出FET栅極電壓更接近其最終值。負載從空載變為滿載，要想獲得較好的負載瞬态響應比較困難。

保證穩壓器輸出負載最小在一定程度上可以規避大的負載瞬變，但這不是有效的解決方案。當穩壓器從滿載躍變到輕載時，往往會發生輸出過沖。而穩壓器從過沖狀态恢複的過程中，器件處于比較敏感狀态 ——此時的輸出FET完全沒有偏置。這種狀态下，如果出現另一次負載階躍，輸出則出現下沖，比第一次更為嚴重。

如果存在任何快速開啟、關斷負載的情況，最好在類似條件下檢查每個穩壓器的負載瞬态響應。如圖所示為雙脈沖負載瞬變期間的性能。

2、噪聲與電源抑制比(PSRR)

顯而易見，大多數設計用于低噪聲輸出的穩壓器也具有優異的PSRR。無論何種原因，負載對電源紋波都非常敏感。

使用開關穩壓器時，PSRR比輸出噪聲問題更嚴重。比如，一個線性穩壓器的前端使用了降壓型調節器産生的電壓作為輸入，而其輸出端的負載又對噪聲非常敏感。如果降壓型調節器的紋波為50mVP-P @ 100kHz，線性穩壓器在100kHz下的PSRR為60dB，則輸出紋波為50uVP-P，等效輸出噪聲大約15uVRMS。而同一線性穩壓器在10Hz至100kHz帶寬範圍内的總輸出噪聲可能小于5uVRMS，由于PSRR和輸入電壓紋波，使得輸出紋波産生的噪聲達到穩壓器本身噪聲的3倍，如圖所示。

對于較高的輸出電壓，線性穩壓器的輸出噪聲可能成為PSRR的決定因素。這是因為分壓後的反饋輸入噪聲增大了。假如一個線性穩壓器将噪聲較高的升壓轉換器的17V輸出轉換為噪聲較小的16V電源，紋波小于100uV。開關頻率處的PSRR為60dB，50mVP-P升壓轉換器紋波将衰減到50uVP-P，或者輸出噪聲15uVRMS。如果采用5uVRMS低噪聲基準和反饋運放輸入，我們來看一下反饋輸入産生的問題。如果反饋輸入調整在1.25V，電阻反饋網絡将輸出設置為16V，那麼輸出噪聲将增大到5uVRMS x (16V/1.25V)，即64uVRMS，這可能成為主要的噪聲源。如圖顯示了高壓輸出造成的輸出噪聲性能下降。

在查找線性穩壓器時，如果為噪聲敏感的負載供電，通常既需要考慮輸出噪聲，也需要考慮PSRR。

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