LDO低压差线性稳压器设计.pdf

复旦大学
硕士学位论文
LDO低压差一性稳压器设计
姓名：腾显慧
申请学位级别：硕士
专业：电子与通信工程
指导教师：易婷
20090322
痬．Ⅳ咝缘髡试诓捎美硐牖嫉缪本文为时，其典型值小于ⅣＪ涑龅淖畲蟾涸氐缌魑，压差摘要本文提出了一种基于行竟工艺设计和仿真的低静态电流低压差线性稳压器缏方峁埂Ｍü杓埔恢指慕偷流源电路为其提供偏置电流，及优化电阻反馈网络，有效降低了木蔡电流。仿真结果表明，该拇刺木蔡缌髯畲笾滴ぷ状态静态电流最大值为．。线性调整率和负载调整率的典型值分别小于在涑龈涸氐缌飨挛。关键词：低压差线性稳压器、低功耗、静态电流中图分类号：氲继逦锢硌
篖、中图分类号：氲继逦锢硌％，瓸琣瑃甌．．疺甌，．
第一节研究背景和意义随着便携式电子设备如手机、笔记本电脑需求的增加，对于低输出电压，减小以及功耗的降低，其工作电压也在不断降低，因此其对低电压的要求是必子电池充足电时的电压为磐甑绾蟮牡缪刮．，变化范围很大。各种证供电电压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子第二节本文的内容安排结构及组成部分、工作原理、氖跤锛昂宓取５谌孪晗附樯躄稳压器设计的重点难点及电路各个组成部分的特性。第四章、第五章为本文的主要内容。第四章介绍本文提出的电路结构及其特点。第五章对仿真结果进行分第一章引言低输入输出电压差的稳压器的需求也在增加。供电系统，经常加入线性稳压器来抑制噪声以提供低噪声的输出。随着便携式器件体积的然的。便携电子设备不管是由交流市电经过整流蚪涣魇逝淦后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。为了保设备还要求电源非常干净一无纹波、无噪声，以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求，应在电源的输入端加入线性稳压器，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。而低压差线性稳压器捎诰哂薪峁辜单、成本低廉、低噪声、低功耗及较小的封装尺寸等突出优点，在便携式电子产品中得到广泛的应用。目前，各大公司竞相推出各类稳压器产品，例如，凌力尔特公司最近推出微功率，该器件具有仅为的超低静态电流。还具有仅为、，的低压差，提供高达的输出电流，并具有的宽段Ш．至．的可调输出。在整个电压、负载和温度范围内，输出容限严格调节在±ブ凇Ａξ⒌缱右卜布了低至涑龅缪沟腖，可以看出市场竞争日益激烈，对它的研究与开发有非常高的市场价值。近来，业界对于摹⑹涑龅缌骱臀榷ㄐ苑矫嬗写罅康难芯俊１疚从慕峁棺攀郑诠姆矫孀隽烁慕北Ｖち似湮榷ㄐ浴本文共分为七章。此为第一章，引言部分。第二章简要介绍幕析总结。第六章介绍嫱技鞍嫱忌杓剖毙枰W⒁獾氖孪睿谄哒露匀进行总结。
第二章低压差线性稳压器简介线性稳压器通过其反馈回路对输出电压进行调节从而提供稳定的直流输在其输入输出电第一节低压差线性稳压器的基本结构及组成部分％或带隙基准电压源Ｆ肽啥ü芤话阌迷第二节咝晕妊蛊鞯墓ぷ髟出电压，在工作状态时，其输出电压与负载、输入电压变化量、温度和时间无关。低压差线性稳压器，压差很小的情况下，直流输出电压仍能维持一个稳定的值。低压差线性稳压器具有成本低，噪音低，静态电流小，需要的外接元件也很少ǔＶ恍枰R涣礁雠月返缛等优点。图是咝晕妊蛊鞯幕窘峁箍蛲迹梢韵录覆糠肿槌桑夯嫉缪源、误差放大器、调整管和反馈电阻【俊Ａ硗饣褂械缌髌玫缏芳一些负载器件，为输出电容、为其等效串联电阻、为旁路电容。误差放大器、调整管和反馈电阻网络形成调整环路以图咝晕妊蛊鞯幕窘峁箍蛲误差放大器的输入参考电压镉苫嫉缪乖刺峁嫉缪乖赐ǔＪ褂齐纳二极管电压大于的高压电路中，对温度的要求比较低，带隙基准电压源通常用在低压、高精度的电路中。误差放大器的偏置电流由电流偏置电路提供。实际应用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。图为一个基本的涑龅缪褂胧淙氲缪沟墓叵凳疽馔迹油贾锌以看到，当输入电压小于保琇工作在关断区，输出电压为零；当输—
／‰云时，输出电压升高，误差电压胍籚化增加，误差放大器输出电压升高，从而同上，当输出电压降低时，误差电压—觙档停蟛罘糯笃魇涑龅缪供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受误差放大器和输出晶体管第三节咝晕妊蛊鞯闹副昙安问压差被定义为当输入电压下降到一定程度输出电压将不再维持在一个恒入电压在时，ぷ髟谘菇登耸笔涑龅缪辜负跛媸淙氲缪变化；当输入电压大于时，ぷ髟诘髡耸笔涑．稳定的直流电压。图咝晕妊蛊魇涑龅缪褂胧淙氲缪骨咄图所示的咝晕妊蛊鞯幕竟ぷ髟砣缦拢合低臣拥纾缏房J启动，电流偏置电路给整个电路提供偏置电流，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由