TI电源培训电子书系列 III -

线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压，控制电路连续监视(检测)输出电压，并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。

电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。

《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章，第一章线性稳压器基础知识，讲述了最基础的线性稳压器知识理论，第二章线性稳压器的分类，讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件，以及驱动电流与低/高负载电流的关系。

请问一下，LM2596-ADJ和LM2596T-ADJ有什么区别？

线性稳压器：采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定
电压。控制电路连续监视（检测）输出电压，并调节电流源（根据负载的需求）以把输
出电压保持在期望的数值。
?  电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负
载电流。
?  输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多
数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。
?  某些稳压器（比如低压降型）则确实需要在输出引脚和地之间连接一些外部电容以确保
稳压器的稳定性。

     线性稳压器从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。其产品均采用小型封装，具有出色的性能，并且提供热过载保护、安全限流等增值特性，关断模式还能大幅降低功耗。正输出电压的 LDO稳压器通常使用功率晶体管 作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右，当然NMOS 稳压器好点，不需要任何电容，就可以稳压，输入电压范围一般为 1.7V 至 5.5V。

NPN稳压器的主极点补偿：电路中加入电容，引入一个低频极点； 无条件稳定，不需外部电容。而LDO稳压器的环路不稳定，P1、P2的存在使 0 dB增益处的相移达到-180 °； 补偿方法：引入零点，抵消P1、P2其中之一的影响。

NPN稳压器的电路特性 与 极点分布方面，共集电级连接； 次极点位于高频处，带宽大。LDO稳压器共射级，高输出阻抗； 次极点位于低频处，为 内部补偿引入1 KHz极点P2； 功率管引入的500 KHz极点P3。

原则上，选择具有合适ESR的合适电容器并且要求频率响应曲线在穿过0dB之前降落得足够快，并且在达到相干顶点P2之前向低于0dB增益标的目标减小得足够满，很是艰苦的。

实际考虑还会增加更多的麻烦，就是ESR跟着产品型号改变，批量出产利用的最小电容值需要进行基准测试，包含最小环境温度和最大负载的极端前提。

电容器类型的选择也很首要。最合适的电容器是钽电解电容器，固然具有大容量的钽电解电容器尺寸很大。

多层陶瓷电容类型没法为通俗的LDO供给足够的电容，可是它们这类不变的低电容合适于新型LDO。铝电解电容器的尺寸很小，但其ESR在低温时会变差，并且在－30°C以下没法正常工作。

LDO稳压器的频率补偿设计，不仅直接决定了频率稳定性，而且对LD0稳压器的性能参数，尤其是瞬态响应速度，有很大的影响。

一类内部频率补偿技术借鉴了传统LDO稳压器的零、极点抵消方法，并利用前馈技术，或芯片内部的RC网络和电压控制电流源，产生所需的零点。

双极器件的基极电流，以及NPN型器件与PNP型器件参数(放大倍数等)的差异引入的误差。通过改用对称结构的低失调压差放大器，并将双极器件替换为MOS器件，可提高LDO稳压器的精度。

一个PNP型的LDO它的压控恒流源是由一个功率型的PNP管(Q1)来构成的，同时在它的基极也会连接一个对地的NPN型的晶体管(Q2)，这就是一个典型的PNP型LDO的架构。在上图右边它一样是由两电阻来检测电压，然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较，放大之后对Q2进行控制。Q2集电极上的电流会控制Q1上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)是PNP型的晶体管，它的输出那它的集电极，因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大的。在这种输出阻抗比较大的情况下，我们必须给输出增加输出电容器，也要控制这个电容器的ESR控制在一定范围之内，才能保证这种LDO的工作稳定。

NMOS型的LDO的优缺点

缺点 ? 需偏置电压以上拉N-FET；

优点 ? N-FET的导通电阻低于P-FET； ? 允许非常低的Vin和Vout数值； ? 较低的输出阻抗可减轻负载极点的影响； ? 可在采用小的外部电容器时保持稳定； ? 低接地引脚电流（与负载无关）； ? 高DC增益与令人满意的带宽。

         线性稳压器的突出优点是具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管，而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动，所以大大降低了器件本身的电流；另一方面，在采用PNP管的结构中，为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力，必须保证较大的输入输出压差；而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积，极小的导通电阻使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时，线性稳压器是最好的选择，可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V 电压的应用中大多选用线性稳压器，尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用，但是线性稳压器仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

      所有的线性稳压器都会采用一个反馈环路，按需要控制传到负载的电流，以维持输出电压在正确的稳压值上。对反馈环路进行补偿，可以为环路增益过单位增益（零dB）交点频率时提供合适的相位裕度。在输出电压可调且由外置电阻分压器设定的情况下，采用称之为前馈补偿的技术可产生超前相位，从而部分抵偿由内部极点造成的相位滞后影响，最终增加相位裕度。

线性稳压器在平时应用很广泛，书中的知识大多在TI培训班视频里面见过，将知识总结成电子书，更方便电源爱好者学习。系统的温故线性稳压器知识，可以夯实基础，在设计中大受裨益。感谢TI整理这么好的资料。

通过此资料的学习与认识，我明白了线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器的输入端产生一个固定电压，控制电路连续监视输出电压并调节电流源以把输出电压保持在期望的值。基本的线性稳压器可以模拟为两个电阻器和一个用于VIN的电流源。线性稳压器就是一个能够通过其内部工作电路将电压输出为一个预定的值，这个值不会随着电路中的电流和电压等变化。

线性稳压器基础知识第一章有感一

在这一章中，我了解了线性稳压器的基本原理，要让电压固定，我们要对电流源的设计进行控制，利用反馈环路和连接外部电容保持输出电压稳定，文中的图片详细地为我们展示了基本的设计电路，总而言之，这是一个典型的闭环系统。线性稳压器的拓扑有四种，主要是NPN Darlington，NPN  quasi-ldo，PNP ldo，P-FET ldo这四种。文档中为我们讲解了一些模型，讲解了一些最基本的参数设计原则。

线性稳压器基础知识第一章有感二

在前面的分析中，我们看到只有一个最基本的环路，但是缺少反馈环路，线性稳压器中，反馈环路则是不可缺少的一部分，也是重要的一部分，在实际电路中，主要有四个模块构成，串联传输元件，误差放大器，VOUT采样网络，基准电压。为环路增添零点可采用添加输出电容和电阻组合，在设计时，我们要考虑零点和极点对电路的影响。要使LDO环路稳定，要设计一个合理的振荡器，ESR不可过高或者过低。

线性稳压器的基础知识第二章有感

这章主要讲解了线性稳压器的分类，主要有NPN LDO、PNP LDO、NMOS LDO、PMOS LDO。针对每个类型，文档中都为我们讲解了他们的基本构架图，一些电路设计的简单模型，传输元件的电路展示分析，一些电路参数之间的联系，电路的特性和他们的优缺点的具体表现，从某中角度来说，线性稳压器的设计渐渐地向NMOS和PMOS靠拢。通过这个文档，我们详细地了解了线性稳压器的类型，为我们的电路设计提供了思考。

线性稳压器读书有感

         在实际的电路设计中,很多时候都有使用线性稳压器,知道他纹波噪声小,外部电路简单,器件面积比较小,所以在很多时候都喜欢用这一类的器件.但是这类器件存在一些自身的问题,如压差过大的话,会影响效率,或出现发热,最终老化,影响产品寿命等,从一个应用工程师的角度来看,存在着这些问题需要考虑.可能是自身精力有限吧,一直很少考虑线性稳压器内部的架构,也没有学习到内部架构不同导致的各种选型方面的优缺点问题.

        今天读了此书,终于对于线性稳压器有了一个大致原理上的理解,并认识到了内部架构的分类,个子结构的特点,对以后的器件选型有了更深的认识.同时,本书按照一个小贴士的方式进行某个问题的描述,感觉容易理解,而且容易记忆.但是感觉不够深刻,个人感觉具体原因是此书对于一些关键知识点的描述不够详尽,没有从原理推导的角度明确为什么会出现这样或者那样的限制或者问题,当然,这也有可能是我个人认识不够深入导致的,希望后续多多学习,跟上大家的步伐,一同学习进步.

对线性稳压电源讲解清楚，希望对伯德图讲解更细致，希望出更多关于电源设计方面的电子书。

NPN 型的 LDO 分两大类;一种是是用达林顿管做的 LDO，因为当时的单个晶体管的放大倍
数不是很大，所以要用达林顿管来构成更大的放大倍数

昨天晚上学习线性稳压器基础知识，今天看到这书，感觉很熟悉。呵呵。。其实在上培训课之前，我只知道有LDO，对于内部并不了解，通过这次学习知道了LDO原来还会因为内部的驱动有分晶体管和MOS管。TI的培训实在是太给力了。。一定要好好学习。。。

考试时错了好几题，今天再看看PDF书籍复习下、。。电容的ESR问题实际使用中还真没有注意到。下次会注意这点了。。

还有个前馈电容，我们在平常使用中叫加速电容，输出电压与基准电压的比值越大，效果越明显这点可以理解。

（PDF书第23页，2.4 PMOS型的LDO   最后一句话有个错别字，应该是打错了“PMOS构成的LDO老克服这些麻烦”====能克服）

来比较看看晶体管的两种LDO的差别：

NPN 准LDO 具有下列特性：
要求输入电压至少比输出电压高 0.9V 至 1.5V；

接地引脚电流大于 NPN-达林顿管，但小于PNP-LDO 稳压器；

需要一个输出电容器，但一般不像 PNP-LDO 那样具有特殊的 ESR 要求。

PNP LDO 具有下列特性：
? 要求输入电压至少比输出电压高 100mV 至 700mV；

? 具有高于 NPN 型 LDO 的接地引脚电流；

? 需要谨慎地选择输出电容器数值和 ESR 额定值。

看来这两个类型的LDO都和电容的ESR有关，输入电压也有差别。以后对于LDO的选择会更加有针对性了。

2.3.5 NMOS 型的LDO 的优缺点
缺点
? 需偏置电压以上拉N-FET；

优点
? N-FET的导通电阻低于 P-FET；
? 允许非常低的 Vin和 Vout 数值；
? 较低的输出阻抗可减轻负载极点的影响；
? 可在采用小的外部电容器时保持稳定；
? 低接地引脚电流（与负载无关） ；
? 高DC增益与令人满意的带宽。

NMOS 稳压器具有下列特点：
? 要求输入电压高于输出电压（高出的幅度依据传输晶体管的VGS要求
? 接地引脚电流不随输出负载电流而变化；
? 不需要任何的输出电容器（但为了动态响应更好还是使用一个）。

PMOS LDO 具有下列特性： 

? 要求输入高于输出电压（基于负载电流和传输元件的导通电阻） ：
VIN>RDS(ON)×IOUT
? 要求输出电压高于传输元件的 VGS需求；
? 要求谨慎地选择输出电容数值和 ESR 额定值；
? 为了实现相似的RDS（on）性能，PMOS晶体管所需的晶片面积将大于 NMOS晶体管；
? 较大的晶片面积将影响定价，并有可能对性能产生影响。

这样一对比发现。。还真是没有完美的东西。总有一些利弊需要考虑。。就一个LDO都很多细节。想起一句话：科学来不得一点马虎

首先介绍了线性稳压器的工作原理，采用一个压控电流源以强制在稳压器 输出端上产生一个固定电压，可以控制电路连监控和检测输出电压，可以根据负载的需求，通过调节电流源来调节产生一个需要的输出电压。

分析调理清晰，有图有真相，用一些带数值的简单模型来分析电路中 负载电流变化和、输入电压的变化和控制环路工作过程，让人可以更容易的理解线性稳压器的工作原理。

 

详细的分析了致使 LDO 环路不稳定的因素，输出电容器的稳定

  高  ESR  将零点移至一个较低的频率， 这增大了环路带宽，因而允许极点 PPWR 在 0dB 频率之前增加更多的相移， 由其他极点产生的相移使得 >10Ω 的 ESR 值往往会造成环路的不稳定。    产生原因：电质量欠佳的钽电容器会具有高 ESR 、铝电解电容器在低温条件下将具有高 ESR    

  低 ESR 将零点移至一个较高的频率，零点出现的频率比  0 dB  频率高  1  个十倍频程以上，由于零点在  0 dB  下未添加任何正相移，因此两个低频极点将导致相移达到  -180°(不稳 定)。产生原因：许多表面贴装型陶瓷电容器具有非常低 (<20 mΩ) 的 ESR、钽、OSCON、SP、POSCAP、薄膜电容器均具有低 ESR          

 

在第二章中介绍了线性稳压器的分类，通过对各种类型的线性稳压器的 型 LDO 的架构图、  LDO中的功率损失 、驱动  LDO传输元件 、LDO驱动电流与低/高负载电流的关系等，对 NPN 型的 LDO 、PNP 型的 LDO、 NMOS 型的 LDO 和 PMOS 型的 LDO 进行了分析和总结，并列出了各种类型的LOD的特点，方便对LOD 选择和分析

 

看了部分，感觉书很好，PNP型LDO在一个 5mA和500mA的负载电流下需求的静态电流。由于
PNP型的静态电流，也就是它的功率晶体管(Q1)基极对地流出的电流，直接决定了它的集电
极能够给负载提供的电流，而这个输出电流也决定于基极和发射极电流之间的β比。因此
我们也可以看到NPN型LDO的静态电流是远远大于NPN型的LDO的。由下图我们可以看到当
在5mA 负载电流情况下它的静态电流已经远远大于1mA了。由下图我们也可以看到可PNP
型的LDO中和在NPN型的LDO中一样，芯片的静态电流也是会随负载电流的增加而增加的，
而且是成比例的增加。

线性稳压器的工作原理是：采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定
电压。控制电路连续监视（检测）输出电压，并调节电流源（根据负载的需求）以把输
出电压保持在期望的数值。
 
?  电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负
载电流。
 
?  输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多
数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。
 
?  某些稳压器（比如低压降型）则确实需要在输出引脚和地之间连接一些外部电容以确保
稳压器的稳定性。

导致 LDO 产生振荡最常见的原因是什么？就是输出电容器！
ESR 过高
电质量欠佳的钽电容器会具有高ESR
 
铝电解电容器在低温条件下将具有高 ESR
ESR 过低
许多表面贴装型陶瓷电容器具有非常低 (<20 mΩ) 的ESR
 
钽、OSCON、SP、POSCAP、薄膜电容器均具有低ESR

 NPN “准 LDO ”具有下列特性：
?  要求输入电压至少比输出电压高  0.9V  至  1.5V；
 
?  接地引脚电流大于  NPN-达林顿管，但小于  PNP-LDO  稳压器；
        
?  需要一个输出电容器，但一般不像  PNP-LDO  那样具有特殊的  ESR  要求。

一个PNP 型的LDO 它的压控恒流源是由一个功率型的 PNP 管(Q1)来构成的，同时在它的
基极也会连接一个对地的NPN 型的晶体管(Q2)，这就是一个典型的PNP 型LDO 的架构。在上
图右边它一样是由两电阻来检测电压，然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较，放
大之后对Q2 进行控制。Q2 集电极上的电流会控制Q1 上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)
是PNP 型的晶体管，它的输出那它的集电极，因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大
的。在这种输出阻抗比较大的情况下，我们必须给输出增加输出电容器，也要控制这个电容
器的ESR 控制在一定范围之内，才能保证这种 LDO 的工作稳定。

PNP LDO 具有下列特性：
要求输入电压至少比输出电压高 100mV  至  700mV
 
具有高于  NPN  型  LDO  的接地引脚电流；
 
需要谨慎地选择输出电容器数值和  ESR  额定值。

 NMOS 型的LDO 的优缺点
   缺点
?  需偏置电压以上拉N-FET；
    优点
?  N-FET的导通电阻低于 P-FET；
 
?  允许非常低的 Vin和 Vout 数值；
        
?  较低的输出阻抗可减轻负载极点的影响；
 
?  可在采用小的外部电容器时保持稳定；
 
?  低接地引脚电流（与负载无关） ；
 
?  高DC增益与令人满意的带宽。

NMOS 稳压器具有下列特点：
要求输入电压高于输出电压（高出的幅度依据传输晶体管的VGS要
 
接地引脚电流不随输出负载电流而变化；
不需要任何的输出电容器（但为了动态响应更好还是使用一个）。

PMOS LDO 具有下列特性：
要求输入高于输出电压（基于负载电流和传输元件的导通电
VIN>RDS(ON)×IOUT
要求输出电压高于传输元件的 VGS需求；
要求谨慎地选择输出电容数值和 ESR 额定值；
为了实现相似的RDS（on）性能，PMOS晶体管所需的晶片
较大的晶片面积将影响定价，并有可能对性能产生影响。

每种线性稳压器都有各自的优缺点，最终得由设计师根据压差、接地电流和稳定性补偿方法等要求，确定某种类型稳压器是否适合设备使用。电压差和接地电流值主要由线性稳压器的旁路元件（pass element）确定，电压差和接地电流值定了后就可确定稳压器适用的设备类型。目前使用的五大主流线性稳压器每个都具有不同的旁路元件（pass element）和独特性能，分别适合不同的设备使用。

标准NPN稳压器的优点是具有约等于PNP晶体管基极电流的稳定接地电流，即使没有输出电容也相当稳定。这种稳压器比较适合电压差较高的设备使用，但较高的压差使得这种稳压器不适合许多嵌入式设备使用。对于嵌入式应用而言，NPN旁路晶体管稳压器是一种不错的选择，因为它的压差小，而且非常容易使用。不过这种稳压器仍不适合具有很低压差要求的电池供电设备使用，因为它的压差不够低。它的高增益NPN旁路管可使接地电流稳定在几个毫安，而且它的公共发射极结构具有很低的输出阻抗。

PNP旁路晶体管是一种低压差稳压器，其中的旁路元件就是PNP晶体管。它的输入输出压差一般在0.3到0.7V之间。因为压差低，因此这种PNP旁路晶体管稳压器非常适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它的大接地电流会缩短电池的寿命。另外，PNP晶体管增益较低，会形成数毫安的不稳定接地电流。由于采用公共发射极结构，因此它的输出阻抗比较高，这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻（ESR）的电容才能够稳定工作。

由于P沟道FET稳压器具有较低的压差和接地电流，因此目前被广泛用于许多电池供电的设备。该类型稳压器将P沟道FET用作它的旁路元件。这种稳压器的电压差可以很低，因为很容易通过调整FET尺寸将漏-源阻抗调整到较低值。另一个有用的特性是低的接地电流，因为P沟道FET的“栅极电流”很低。然而，由于P沟道FET具有相对大的栅极电容，因此它需要外接具有特定范围容量与ESR的电容才能稳定工作。

N沟道FET稳压器非常适合那些要求低压差、低接地电流和高负载电流的设备使用。用于旁路管采用的是N沟道FET，因此这种稳压器的压差和接地电流都很低。虽然它也需要外接电容才能稳定工作，但电容值不用很大，ESR也不重要。N沟道FET稳压器需要充电泵来建立栅极偏置电压，因此电路相对复杂一些。幸运的是，相同负载电流下N沟道FET尺寸最多时可比P沟道FET小50%。

《线性稳压器基础知识这》本书介绍了业界广泛使用的各种不同类型的线性稳压器（LDO），以及与其一一关联的应用小贴士。了解这些详情可帮助系统工程师针对特定的应用选择适合的线性稳压器。虽然对于典型 LDO 应用而言组件数量很少，但正确选择输入和输出电容器仍然十分重要，以避免稳压器出现意外的运转状态。

 

       有此考虑便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如

手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，

则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和

功率分配架构等。同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多

加考虑。例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通

过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的

消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较

少的低功耗模式。带有使能控制的低压差线性稳压器(LDO)是不错的选择。

     所有稳压器都使用反馈回路（Feedback Loop）以保持输出电压的稳定。 反馈信号在通过回路后都会在增益和相位上有所改变，通过在单位增益（Unity Gain，0dB）频率下的相位偏移总量来确定回路的稳定性。然而闭环系统（Closed-loop System）有个特性称为回路增益（Loop Gain）。在稳压电路中，回路增益定义为反馈信号（Feedback Signal）通过整个回路后的电压增益（Voltage Gain）；是主要的两个环节。

电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。 《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章，第一章线性稳压器基础知识，讲述了最基础的线性稳压器知识理论，第二章线性稳压器的分类，讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件，以及驱动电流与低/高负载电流的关系。

线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 线性稳压器的工作原理是：采用一个控电流源以强制在输出端上产生固定 电压。控制路连续监视 电压。控制路连续监视 电压。控制路连续监视 （检测 ）输出电压，并调节流源 输出电压，并调节流源 输出电压，并调节流源 输出电压，并调节流源 （根据负载的需求 根据负载的需求 ）以把输 出电压保持在期望的数值 出电压保持在期望的数值 。

基本的(一阶)线性稳压器可以模拟为两个电阻器和一个用于 VIN的电源。 现实中，唯一恒定的参数是输出电压VOUT。所有其他的参数都将会不断地改变。输入电压可能会由于外界的干扰而变化，而负载电流也许会因为负载运行状况的动态变化而发生改变。这些变量的变化可能会全部同时发生，而用于将 VOUT 保持在一个恒定值所需的 RPASS 的数值也将必需相应地改变。

当工作条件发生变化时，串联传输元件RPASS的电阻也需要做出改变。这是利用一个控制环路实现的。误差放大器监视采样输出电压，将之与一个已知的基准电压进行比较，并主动地调整 RPASS 以保持 VOUT 的恒定。所有线性稳压器的一个共同特性是其在负载电流需求发生变化之后需要一定的时间去“校正”输出电压。这种“时滞”限定了被称为瞬态响应的特性，此特性反映了稳压器在负载变化之后能够以多快的速度恢复稳态运作。

输出电容器的  ESR过高， 会将零点移至一个较低的频率；增大环路带宽，因而允许极点PPWR在0dB频率之前增加更多的相移，由其他极点产生的相移使得  >10Ω的ESR值往往会造成环路的不稳定；输出电容器的  ESR过低， 会将零点移至一个较高的频率，零点出现的频率比  0 dB 频率高  1 个十倍频程以上，由于零点在  0 dB 下未添加任何正相移，因此两个低频极点将导致相移达到  -180°(不稳定)。因此，输出电容器过高或过低的 ESR，都会导致LDO 产生振荡致使 LDO 环路不稳定；输出电容器的ESR 必须处在制造商规定的最小/最大值范围之内以确保稳定性。

一个 PNP 型的 LDO 它的压控恒流源是由一个功率型的 PNP 管(Q1)来构成的，同时在它的
基极也会连接一个对地的 NPN 型的晶体管(Q2)，这就是一个典型的 PNP 型 LDO 的架构。在上
图右边它一样是由两电阻来检测电压，然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较，放
大之后对 Q2 进行控制。Q2 集电极上的电流会控制 Q1 上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)
是 PNP 型的晶体管，它的输出那它的集电极，因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大
的。在这种输出阻抗比较大的情况下，我们必须给输出增加输出电容器，也要控制这个电容
器的 ESR 控制在一定范围之内，才能保证这种 LDO 的工作稳定。

这里我有个疑问，如果Vout增大，那么error amplifier的正相端电压增大，那么error amplifier的输出增大，那么Q2的电流增大，那么Q1的电流增大，那么输出Vout继续增大啊？这说不通啊，请问，能否解释一下？多谢多谢

NMOS型的LDO的优点:N-FET的导通电阻低于P-FET；允许非常低的Vin和Vout数值；较低的输出阻抗可减轻负载极点的影响；可在采用小的外部电容器时保持稳定；低接地引脚电流（与负载无关）；高DC增益与令人满意的带宽。NMOS型的LDO的缺点:需偏置电压以上拉N-FET.

PMOS的特性：要求输入高于输出电压；要求输出电压高于传输元件的VGS需求；要求谨慎地选择输出电容数值和ESR额定值；为了实现相似的RDS（on）性能，PMOS晶体管所需的晶片面积将大于NMOS晶体管； 较大的晶片面积将影响定价，并有可能对性能产生影响。

对于里面讲解到的环路设计方面有了很全面的认识，对于一个普通的开关电源来说，对于不同的电路拓扑，我们需要进行不同的环路补偿，因为对于不同的拓扑，主功率电路的传递函数是不一样的，所以我们需要补偿不同的零点和极点，来提高增益或者是补偿相位上的损失。

对于里面讲解到的开关电源的输出纹波有了很全面的认识，对于一个普通的开关电源来说，输出纹波这个特性是一个非常重要的指标参数，它是反映一个电源的输出电压稳定性的一个指标，这个指标和输出的负载调整率也是相关的。

线性稳压器（英文：Linear Regulator）是一种集成电路稳压器，它通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比。它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低导通电阻的功率管，取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。线性稳压器的美国生产商主要有德州仪器（Texas Instruments）、凌特公司(Linear Technology)、飞兆半导体(Fairchild Semiconductor)。在中国，线性稳压器的生产商主要有贝克瓦特科技集团、哈尔滨圣邦微电子等。

低压差线性稳压器的基本原理

低压差线性稳压器的基本电路如图1所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
图1：低压差线性稳压器基本电路
取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
应当说明的是，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET。

NPN 稳压器
在NPN稳压器的内部使用一个PNP管来驱动NPN达林顿，因此器件的输入输出之间会有1.5V到2.5V的压差。这个压差（dropout voltage）为：
Vdrop ＝ 2VBE ＋VSAT（NPN 稳压器）

性能比较
NPN，LDO和准LDO在参数上的最大不同就是：跌落电压（dropout voltage）和地脚电流（ground pin current）。为了便于分析，我们定义地脚电流为Ignd ，如图4表示。并忽略了IC漏到地上的偏执电流。可以很清楚的知道，Ignd等于负载电流IL除以导通管的增益。
在NPN稳压器中由于达林顿管的增益很高，所以它只需很小的电流来驱动负载电流。因此它的地脚电流也很低（一般只有几个mA）。

准LDO也有较好的性能，就像国半的LM1085可以输出3A的电路却只有10mA的地电流。LDO的地脚电流一般会较高。在满载时，PNP管的β值一般也就15-20。也就是说LDO的地脚电流一般为负载电流的7%。
NPN稳压器的最大好处就是无条件的稳定（不需外部电容）。LDO在输出端最少需要一个外部电容以减少回路带宽（loop bandwidth）及提供一些正相位转移（positive phase shift）。准LDO一般也需要一些输出容性，但是要小于LDO并且电容的特性局限也要少些

稳压器工作原理
所有这些类型的稳压器将输出电源固定都利用了相同的技术（图4）。

输出电压通过反馈到误差放大器输入端的分压电阻采样。误差放大器的正端连接到一个参考电压。这个参考电压是由内部的带隙参考源产生的。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此，它提供负载电流以保证输出电压稳定：
Vout = Vref(1+R1/R2)

2.1.5 NPN“准LDO”驱动电流与低/高负载电流的关系
由下图是描述的是NPN“准LDO”在一个 5mA和500mA的负载电流下需求的驱动电流。从下图可以看到，在不同的条件下，我们需要的芯片本身的静态电流产生怎样的变化再能对这样负载的变化才能有一个比较好的调整。可见在NPN型的LDO中，芯片的静态电流是会随负载电流的增加而增加的，而且是成比例的增加的。当然在NPN型的三极管当中这种电流的总体的绝对值也是比较小的，就像这里例子里面的就算它的负载电流达到500mA，它的静态电流也是小于1mA的。

一个PNP型的LDO它的压控恒流源是由一个功率型的PNP管(Q1)来构成的，同时在它的基极也会连接一个对地的NPN型的晶体管(Q2)，这就是一个典型的PNP型LDO的架构。在上图右边它一样是由两电阻来检测电压，然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较，放大之后对Q2进行控制。Q2集电极上的电流会控制Q1上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)是PNP型的晶体管，它的输出那它的集电极，因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大的。在这种输出阻抗比较大的情况下，我们必须给输出增加输出电容器，也要控制这个电容器的ESR控制在一定范围之内，才能保证这种LDO的工作稳定。

2.2.3 驱动电流与低/高负载电流的关系
下图是描述的是PNP型LDO在一个 5mA和500mA的负载电流下需求的静态电流。由于PNP型的静态电流，也就是它的功率晶体管(Q1)基极对地流出的电流，直接决定了它的集电极能够给负载提供的电流，而这个输出电流也决定于基极和发射极电流之间的β比。因此我们也可以看到NPN型LDO的静态电流是远远大于NPN型的LDO的。由下图我们可以看到当在5mA 负载电流情况下它的静态电流已经远远大于1mA了。由下图我们也可以看到可PNP型的LDO中和在NPN型的LDO中一样，芯片的静态电流也是会随负载电流的增加而增加的，而且是成比例的增加。

PMOS型的LDO
在前面讲NMOS LDO的时候，我们注意到NMOS由于它的源极和门级之间的导通门限，使简单构成的NMOS LDO它输入和输出之间的压差不可能很小，必须大于这个导通门限，如果我们引入一个单个的偏置电压对某些应用又是一个负担。因此我们可以引用另外一种方式，也就是PMOS构成的LDO老克服这些麻烦。

线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的)；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。智能型直流稳压电源采用微电脑控制技术及完善的保护电路和专用的高性能基准稳压源元件，因而使该系列稳压电源具有了稳压精度高，纹波干扰小，稳定可靠，使用方便，输出电压可在规定的范围内任意设定等特点。