●供電與電源調(diào)整是電子電路系統(tǒng)最重要的功能之一。任何帶負(fù)載的電子電路系統(tǒng)，手機(jī)、電腦等等，沒有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)都無(wú)法正常工作。對(duì)于集成度更高、更復(fù)雜的系統(tǒng)，穩(wěn)壓功能模塊的性能就顯得尤為重要，因?yàn)橐稽c(diǎn)小小的電源波動(dòng)就可能被放大，使得系統(tǒng)無(wú)法正常工作甚至造成不可逆損壞。
●低壓差（Low Drop-out）穩(wěn)壓器是線性穩(wěn)壓器的一種，不同于開關(guān)穩(wěn)壓器，線性穩(wěn)壓器更簡(jiǎn)單而且速度更快。如圖1所示，是LDO的基本結(jié)構(gòu)：

圖1 LDO的基本結(jié)構(gòu)

●LDO的基本結(jié)構(gòu)可以分為五個(gè)部分：①調(diào)整管；②反饋環(huán)路；③運(yùn)算放大器；④電壓基準(zhǔn)。

1.調(diào)整管

●調(diào)整管在LDO中是最為關(guān)鍵的角色，運(yùn)算放大器通過比較參考電壓VREF和VOUT，產(chǎn)生一個(gè)反饋控制信號(hào)，確保VOUT穩(wěn)定在與參考電壓VREF相關(guān)的某個(gè)電壓值附近。LDO穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，調(diào)整管不可避免存在一定的壓降，這就使得VOUT始終小于VIN。

BJT PMOS NMOS 達(dá)林頓連接

2.反饋環(huán)路

●反饋環(huán)路決定了穩(wěn)定輸出VOUT的大小。但無(wú)源電阻的工藝實(shí)現(xiàn)誤差比較大、占用面積也較大。

3.運(yùn)算放大器

●在這里運(yùn)算放大器起到了比較的作用，但不同于單純的比較器，LDO中的運(yùn)算放大器處于反饋環(huán)路之中，因此需要滿足一定的穩(wěn)定性條件，否則LDO將發(fā)生振蕩以至于無(wú)法正常工作甚至造成電路損壞。

高增益 穩(wěn)定性 低功耗 低噪聲

圖2 單端運(yùn)放（有源電流鏡）

圖3 單端運(yùn)放（Cascode運(yùn)放）

●單端運(yùn)放穩(wěn)定性最好，但增益一般不高，可以采用Cascode運(yùn)放提高增益，但輸入輸出擺幅小。

圖4 兩級(jí)運(yùn)放

●兩級(jí)運(yùn)放增益得到了提升，但需要考慮頻率補(bǔ)償?shù)膯栴}，提高了電路復(fù)雜程度；更多的晶體管意味著更大的面積、功耗和噪聲。

4.電壓基準(zhǔn)

●當(dāng)溫度（Temperature）、電源（Voltage）、工藝角（Process）變化時(shí)，電路系統(tǒng)需要一個(gè)可靠的電壓基準(zhǔn)以保證正常工作。模擬集成電路設(shè)計(jì)中采用正負(fù)溫度系數(shù)相抵消的原理制作出這樣一個(gè)電壓基準(zhǔn)。PN結(jié)正向壓降的負(fù)溫度系數(shù)、不相等電流密度下工作的BJT之間的VBE的差值的正溫度系數(shù)，即ΔVBE的大小與溫度成正比。

圖5 正溫度系數(shù)電壓的產(chǎn)生

5.性能參數(shù)

●線性穩(wěn)壓器包括三個(gè)大的指標(biāo)：精度、功率轉(zhuǎn)換效率和使用環(huán)境。

①精度

誤差（參考電壓VREF誤差、運(yùn)算放大器輸入失調(diào)VOS造成）

增益誤差（運(yùn)算放大器增益不是∞造成）

溫度漂移（基準(zhǔn)電壓VREF不是完全與溫度無(wú)關(guān)造成）

線性調(diào)整率

負(fù)載調(diào)整率

負(fù)載突變響應(yīng)

電源抑制

②功率轉(zhuǎn)換效率

=POUT/PIN

③使用環(huán)境

溫度

負(fù)載

寄生效應(yīng)

穩(wěn)壓點(diǎn)