LDO的原理及应用

01、LDO定义

LDO即lowdropoutregulator，是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。

02、LDO的特点

低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。

看了上面的定义，在不了解LDO结构的前提下，大家使用模电知识可以联想到下图低压降稳压器。

上图是最基本的稳压电路，核心器件是稳压管，它的稳压工作区间决定了输出稳压的范围，通过这种简单电路，可以实现小电流（百mA级别），小动态范围内的稳压。

把上面电路升级一下，如下图：

上述电路仅多了一个2N3055三极管，目的就是提升输出带载能力，同时三极管还引入了电压负反馈，起到稳定输出电压的作用。当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大，输出电压Vout会瞬间增加，三极管的射极电Ve压随之增大，如果基极电压Vb不变，则Vb-Ve就会减小，进而输出电流减小，Vout减小。

上图只是简单基础的低压降稳压器。注意，和我们说的LDO，差了“线性”二字。这里看出上述电路输出电压Vout会受到Vbe电压波动的影响，稳定性较差。且输出电压不可调节。

03、LDO电路

在上述电路的基础上添加“线性”因素，也就是引入运算放大器，加深负反馈的同时提高输出电压稳定性。这也就构成了我们所说的低压差线性稳压器。电路图如下

在基本稳压管调整电路基础上增加了运算放大器A和分压电阻采样网络R1和R2。当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大，输出电压Vout会瞬间增加，通过R1、R2分压采样得到的电压也增加，由于是反向端输入，运放A的输出会相应减小，则Vb-Ve就会减小，进而输出电流减小，Vout减小。由上图电路可以知道，LDO是通过电阻分压的，也即是LDO只能降压，不能升压。而且电流不能过大。