介紹低壓差穩壓器的基本結構和使用技巧

圖5. 穩定性隨輸出電流IOUT和負載電容的ESR變化

　　雖然原則上選擇具有合適ESR的合適電容器（要求頻率響應曲線在穿過0 dB之前下降得足夠快，并且在達到相關極點P2之前向低于0 dB增益方向減小得足夠滿）非常困難。實際考慮還會增加更多的困難：ESR隨著產品型號變化；大批量生產使用的最小電容值需要進行基準測試，包括最小環境溫度和最大負載的極端條件。電容器類型的選擇也很重要。最合適的電容器是鉭電解電容器，盡管具有大容量的鉭電解電容器尺寸很大。鋁電解電容器的尺寸很小，但其ESR在低溫時會變差，并且在－30°C以下無法正常工作。多層陶瓷電容器類型無法為普通的LDO提供足夠的電容（但是它們適合于anyCAP系列LDO設計，請閱讀下面的內容）。

　　ADI公司的anyCAP系列LDO

　　目前實現LDO相當容易，因為采用ADI公司的anyCAP LDO體系結構可提高與穩壓器相關的直流（DC）和交流（AC）性能。顧名思義，anyCAP LDO穩壓器體現了它對于電容器的尺寸及其ESR都要求不高，從而允許使用種類盡可能多的輸出電容器。雖然這種體系結構不斷發展并且在市場上提供越來越多的穩壓器，但是了解這種體系結構如何簡化穩定性問題（見圖6）可能會對您有所裨益。

圖6. anyCAP LDO的簡化原理圖

　　anyCAP系列LDO，包括100 mA低靜態電流ADP33701和200 mA低靜態電流ADP33312，使用低達0.47 ?F輸出電容可以保持穩定，從而允許使用任何類型的優質電容器（包括小尺寸多層陶瓷電容器）。ESR根本不是問題。

　　圖6所示的原理圖示出了一個環路如何提供穩壓和基準電壓功能。用外部R1-R2分壓電阻檢測輸出電壓，然后輸出電壓通過二極管D1和R3-R4分壓電阻反饋回高增益放大器的輸入。當達到平衡時，放大器產生一個很大的、可重復的、容易控制的偏移電壓，該電壓是與絕對溫度成比例（PTAT）的 。PTAT電壓與熱敏二極管電壓降相結合一起構成隱含的基準電壓，該基準電壓是不受溫度影響的虛擬帶隙式電壓。

　　此放大器的輸出連接到一個同相驅動器以控制調整管，利用米勒極點分離的補償方法降低對負載電容器的電容值、電容器類型和ESR的要求。極點分離方法的另外一個優點是具有優異的電源噪聲抑制和很高的穩壓器增益，從而可提供非常高的精度和優異的輸入電源調整率和負載調整率。

　　問: 您可以介紹一下ADI公司的LDO系列產品嗎？

　　答: 當然，選擇LDO要根據電源電壓范圍、負載電壓和所需的最大壓差。不同器件的主要差別集中在功耗、效率、價格、容易使用以及各種技術指標和提供的封裝形式。

　　ADI公司幾年來一直為市場提供流行的ADP33xx anyCAP系列LDO。它們采用BiCMOS工藝和PNP調整管，因此具有很好的穩壓性能和上述許多優點，但其價格發展趨勢比CMOS器件有些貴。

　　一些新設計，例如ADP17xx系列，完全基于CMOS工藝制造并且使用PMOS調整管，因而允許以低成本生產LDO，但其犧牲了線性穩壓器的性能。該系列穩壓器可以適應多種輸出電容，但它們仍然需要至少1 μF的電容和≤500 mΩ的ESR。例如，150 mA的ADP1710和ADP1711使用1μF很小的陶瓷輸出電容器就可以適應穩定地工作，從而具有優良的瞬態性能同時占用最小的印制電路板（PCB）面積；300 mA的ADP1712，ADP1713和ADP1714可使用≥2.2 μF的電容器。

　　以上兩個系列穩壓器都具有在0.75 V～3.3 V范圍內16個固定輸出電壓選擇和在0.8 V～5 V范圍內可調輸出電壓選擇。隨輸電線電壓、負載和溫度變化輸出電壓精度優于±2％。ADP1711和ADP1713固定輸出電壓穩壓器允許外部連接一個基準電壓旁路電容器，以減小輸出電壓噪聲并且提高電源抑制比。ADP1714具有跟蹤功能，它允許輸出電壓跟隨一個外部電壓或基準電壓。ADP1710和ADP1711在額定負載下的壓差是150 mV；ADP1712，ADP1713和ADP1714則為170 mV。它們的電源抑制（PSR）很高（1 kHz時為69 dB和72 dB），并且功耗很低（負載電流為100 μA時其接地電流為40 μA和75 μA）。

　　圖7示出了ADP1710在輸入電容C_IN=1 μF和輸出電容C_OUT=1μF以及ADP1711在C_IN=22μF和C_OUT=22 μF幾乎滿負載條件下的典型瞬態響應比較。

圖7. ADP1710和ADP1711的瞬態響應

　　兩系列穩壓器工作溫度范圍為－40°C～＋125°C，都采用5引腳TSOT超小封裝，該封裝是一種滿足各種電源要求的超小封裝解決方案。