LDO线性稳压器输出电压精度的分析与研究
低压差线性稳压器(LDO)简介
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数摘要：本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。
引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)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。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V ，放完电后的电压为2.3V ，变化范围很大。
各种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。
小型精密电子设备还要求电源非常干净（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[1]。
一．LDO 的基本原理低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1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。
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。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明，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 。
二．低压差线性稳压器的主要参数1．输出电压(Output Voltage)输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。
低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
电源管理器件输出电压精度的分析
电源管理器件输出电压精度的分析作者：许文丹来源：时间：2006-10-28 23:56:58 阅读次数：232 阅读等级：需要积分：0摘要：电源管理芯片的高精度电压输出，是电源管理技术的一个重要课题，以LDO稳压器为基础，详细分析了基准电压漂移、误差放大器电压漂移等影响电源电压输出精度的主要因素。
关键词：电压输出精度；基准电压漂移；误差放大器增益；取样电阻误差引言近年来，各种便携式电子产品发展迅猛，特别是手持式计算机、移动通信装置、视频或音频产品、DC，医疗仪器及测试仪器等发展更为迅速，产品的功能也在日益丰富，因此在可靠性和高效率及长时间运行能力方面对电源管理提出了更高的要求。
当前电源管理技术除了要求尽可能提高电池功率转换效率并最大限度地提高负载器件的功率利用效率之外，还对输出电压的精度提出了更高的要求，因此，有关输出电压精度的分析与研究也成为一个充满潜力的电源管理课题。
集成稳压器概述集成稳压器(电压稳压器)是最常用的电源管理芯片。
由于他使用方便、体积小、性能良好、可靠性高，目前已发展到几百个品种。
根据工作原理的不同可将电源管理IC分成3类：线性稳压电源、开关稳压电源及电荷泵电源。
在过去的几年里，电源管理市场上高效率的稳压器倍受欢迎，尽管开关稳压器效率较高，但是其系统复杂、成本高，而且输出电压开关噪声大，由此带来了许多问题，如此，许多电子系统的电源供电仍选择由线性稳压器来提供。
线性稳压器以其低噪声、低成本等优势，始终在电源管理市场上占有重要的一席。
为了改善线性稳压器效率的不足，新型超低漏失稳压器(LDO)减小了输入输出压降，提高了工作效率，是目前线性稳压器中的最好选择。
低压降(LDO)线性稳压器的主要特点是：成本低、噪音低、静态电流小。
他需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。
如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率。
所以，在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。
LDO测试原理解析
LDO测试原理解析LDO（Low Dropout）是一种低压降线性稳压器件，主要用于将高电压转换为稳定的低电压输出。
LDO测试原理是通过对LDO的输入和输出进行测量，以评估其性能和稳定性。
下面是对LDO测试原理的详细解析。
1.输入特性测试：输入特性包括输入电压范围、输入电流和输入时的稳定性。
在测试时，通过给予不同的输入电压，并测量相应的输入电流和输出电压，来验证LDO的输入特性是否满足要求。
此外，还需要测试LDO在输入电压变化时的输出电压稳定性，以评估其抗干扰能力。
2.输出特性测试：输出特性主要包括输出电压、输出电流和输出时的稳定性。
通过施加额定负载，测量输出电压和输出电流，来检测LDO的输出特性是否符合设计要求。
此外，还需要测试LDO在负载变化时的输出电压稳定性，以评估其负载调整能力。
3.线性调整测试：线性调整是指LDO在输出负载变化时，输出电压能够保持稳定。
测试时，通过给予不同的负载，测量相应的输出电压，来验证LDO的线性调整性能。
4.纹波抑制测试：纹波抑制是指LDO对输入纹波的抑制能力。
测试时，给予带有纹波的输入电压，并测量输出电压上的纹波大小，来评估LDO的纹波抑制性能。
5.过温性能测试：过温性能是指LDO在不同温度下的输出特性和稳定性。
测试时，通过改变环境温度，并测量输出电压和电流，来评估LDO在不同温度下的工作性能和稳定性。
在LDO测试中，通常使用示波器和多用表作为测试工具。
示波器用于测量输入和输出的电压波形，以及纹波大小和稳定性；多用表用于测量输入和输出的电流、电压和负载等参数。
总之，LDO测试原理是通过对LDO的输入和输出进行测量，来评估其输入特性、输出特性、线性调整性能、纹波抑制性能和过温性能。
这些测试可以帮助工程师评估和验证LDO的性能和稳定性，确保其在实际应用中能够正常工作。
高精度_ldo_电容负载_解释说明以及概述
高精度ldo 电容负载解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨高精度LDO（低压差线性稳压器）电容负载的解释说明和概述。
LDO作为一种常用的电源管理器件，广泛应用于各种电子设备中，其稳定输出电压对系统性能至关重要。
然而，在实际应用中，电容负载对LDO性能会产生影响，并可能引起诸如振荡、温漂、噪声等问题。
因此，本文将深入研究电容负载问题，并介绍解决该问题的方法和技术。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述。
首先是引言部分，主要对文章进行介绍和概述。
其次是“高精度LDO 电容负载解释说明”部分，将详细探讨LDO的基本原理和功能，以及电容负载对LDO性能的影响。
同时，还将介绍解决电容负载问题的方法和技术。
接着是“常见的高精度LDO 电容负载方案概述”部分，在这一部分中，我们将分析理想的电容负载方案，并介绍在实际应用中常见的电容负载问题及其解决方法。
此外，还将讨论在高精度LDO 设计中需要考虑的因素和注意事项。
第四部分是“实验验证及结果分析”，我们将介绍实验所使用的设备和测试方法，并通过对比不同电容负载下高精度LDO 的性能表现，进行结果分析和讨论。
最后一部分是“结论与展望”，我们将总结文章的主要观点和结论，并展望进一步研究该领域可能涉及的方向和发展趋势。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解高精度LDO 电容负载的相关知识，并提供解决电容负载问题的方法和技术。
通过本文的阅读，读者将能够更好地理解LDO的基本原理、电容负载对其性能的影响以及解决这些问题的方案。
希望本篇文章能够为LDO设计工程师、电子工程师以及其他相关领域从业人员提供有益的参考信息，推动相关研究与应用的进一步发展。
2. 高精度LDO 电容负载解释说明2.1 LDO 的基本原理和功能低压差线性稳压器（LDO）是一种广泛应用于电子设备中的电压稳定器。
其主要功能是将输入电压稳定地转换为所需的输出电压，并保持在给定的范围内，以提供稳定可靠的电源给各个电路模块使用。
LDO线性稳压器决定实际输出电流的要素分析
LDO线性稳压器决定实际输出电流的要素分析新LDO线性稳压器的G系列、H系列、I系列，产品阵容共拥有91种机型。
输出电压有可变型0.8V～13V，及固定型从1V到12V的共14种电压，输出 高达1%。
输出电流有0.3A～1.5A共4种电流，这些组成强大矩阵。
这些系列的产品阵容与规格如下。
该表中可获得 输出电流的是H系列的1.5A产品，例如，7V输出的产品可获得10.5W的输出功率。
然而，实际上受诸多条件的影响有时无法达到目标值，这点大家应该都有认知。
基本上电源IC代表性的处理较大功率的IC，依赖于热所能获得的功率有限。
准确的说，芯片的温度Tj不可超过 额定Tj max，因此需要在Tj max 以内使用。
线性稳压器的Tj计算公式如下。
Tj ＝ 自身发热＋Ta＝（热阻θja×功耗W）＋Ta＝｛θja×（输入输出电压差×输出电流）W｝＋ Ta该公式中，为方便阐述，在功耗中未包括自身功耗。
严格地讲，必须追加（输入电压×自身消耗电流）量的功率，但因自身消耗电流较小，输出电流较大时输出功率占主要地位。
实际使用时，输出电压必须达到指定的电压，因此需要考虑的问题是是否可获得输出电流即所需的负载电流。
在进行其计算之前，必须提前考虑存在其他可调整的项目与无法/较难调整的项目。
当然，Tj max无法变更。
输入输出电压差是影响较大的要素。
然而，可获得的电压（输入电压）大致已经确定。
要想使用1个线性稳压器，准备使条件变好的输入电压源并非普通。
换句话说，输入输出电压差正常情况下也是无法变更的项目。
Ta由于有所设计设备的温度规格，因此，设备的温度规格如果确定为0℃～50℃，则Ta的 值为50℃，或考虑到是壳体内，因发热导致壳体内的温度上升，因此以加上这部分的Ta进行计算。
允许通过风扇等进行冷却时，使用该条件下的Ta，但基本上可以认为Ta是无法进行太多调整的项目。
其结果是，通常受发热限制无法获得所期望的输出电流时，降低热阻是 的对策。
LDO线性稳压器设计报告
LDO线性稳压器设计报告LDO（Low Drop-Out）线性稳压器是一种常用的电源管理元件，用于提供一个恒定的输出电压。
在电子系统中，由于电源噪声、电源波动以及负载变化等因素的存在，往往需要对电源进行稳压处理。
本报告将介绍如何设计一个LDO线性稳压器。
一、LDO线性稳压器工作原理1.输入电源经过稳压器的调整，提供给误差放大器和负载。
2.参考电压源提供一个参考电压，并与误差放大器的输出进行比较。
3.误差放大器对比参考电压和输出电压，产生一个误差信号，并通过调整稳压器的控制信号，使输出电压稳定在设定值。
二、LDO线性稳压器设计步骤1.确定所需输出电压和最大输出电流：根据系统需求，确定所需输出电压，以及最大输出电流。
2.选择稳压器芯片：根据所需输出电压和最大输出电流，选择合适的稳压器芯片。
考虑稳压器的参数，如输入电压范围、输出电压范围、负载调整能力等。
3.进行稳压器外围电路设计：根据稳压器芯片的推荐电路，设计稳压器的外围电路，包括输入滤波电容、输出滤波电容、稳压器控制电路等。
输入滤波电容用于抑制输入电源噪声，输出滤波电容用于抑制输出电压波动。
4.确定参考电压源：选择合适的参考电压源，作为误差放大器的参考电压。
参考电压源可以是一个电压参考芯片、电压分压电路等。
5.进行误差放大器设计：根据所选的参考电压源，设计误差放大器，其功能是将参考电压与输出电压进行比较，并产生误差信号，反馈给稳压器调整输出电压。
6.进行稳压器性能分析：对设计的稳压器进行性能分析，包括稳压器的稳定性、负载调整能力、线性调整率等。
通过仿真或实验，优化稳压器的性能。
7.进行稳压器的布局设计：根据稳压器的外围电路设计，对稳压器进行布局设计。
要保持输入、输出电压线和地线的分离，并合理布置滤波电容和其他电路元件。
8.进行稳压器的参数调整和测试：对设计的稳压器进行参数调整，并进行测试。
通过测试，验证稳压器的设计是否满足要求。
三、LDO线性稳压器设计注意事项1.稳压器的输入与输出电容选择要合适，过小可能导致输出电压波动较大，过大可能导致系统响应时间变慢。
LDO的工作原理详细分析
LDO的工作原理详细分析LDO（Low-Dropout）是一种线性稳压器件，其工作原理是通过控制输出端与负载之间的电压差来实现稳压，将高电压的输入电源转换为所需的稳定低电压输出。
下面将详细分析LDO的工作原理。
LDO由输入级、控制级和输出级组成，其中输入级包括输入电源、输入电感和输入电容；控制级包括误差放大器、参考电压、电流源和可调电阻；输出级包括输出晶体管、输出电感和输出电容。
（一）调整阶段1.输入级：当输入电源施加在输入电感上时，输入电感起到滤波作用，去除输入电源中的噪声和纹波。
输入电容则能够提供瞬态电流，减小对输入电源的要求。
2.控制级：误差放大器将输出电压与参考电压进行比较，并将比较结果输入给电流源，电流源通过可调电阻控制输出级的输出电压。
（二）稳定阶段1.输出级：当误差放大器将输出电压与参考电压进行比较后，电流源会调整输出级的输出电流，进而调整输出电压。
输出晶体管通过调整它的截止与饱和状态来控制输出电流，将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压。
2.输出电容：输出电容用于滤除加载纹波和提供输出电流，它能够稳定输出电压并降低输出纹波电压。
3.反馈回路：输出电压经过反馈回路返回到误差放大器中进行比较，这样在负载变化或输入电压变化时，误差放大器可以及时调整输出电流，使输出电压保持稳定。
LDO的电源线路具有低压降特性，当输入电源电压下降时，LDO可以通过调整输出级的输出电流来保持输出电压的稳定。
因此，LDO的输出电压只需要稍高于所需输出电压，具有低的压差（低压降）特性。
LDO主要由晶体管工作在放大状态，因此在它的基极和发射极之间存在一个较小的压差，这个压差也称为基极–发射极压降（VBE）或基极–源极压降（VBE）。
通过调整输入级的输入电流，LDO的VBE可以保持在一个较小的值，以实现低压降。
总结起来，LDO的工作原理可以归结为以下几个步骤：1.输入电源电压通过输入电感和输入电容滤波后进入LDO。
ldo的参考电压
ldo的参考电压摘要：1.LDO简介2.LDO的工作原理3.LDO的参考电压的作用4.选择LDO参考电压的注意事项5.LDO应用场景及优势6.总结正文：LDO（Low Dropout）线性稳压器是一种电源管理器件，广泛应用于各种电子设备中。
它具有输出电压精度高、输出电流大、静态电流小、噪声低等优点，能够在较宽的输入电压范围内稳定工作。
本文将详细介绍LDO的参考电压、工作原理、应用场景及选择参考电压的注意事项。
一、LDO简介LDO线性稳压器是一种采用晶体管或其他器件作为调整元件的线性稳压器。
与传统的线性稳压器相比，LDO在输出电流较大时，具有更低的输出电压降。
这使得LDO在许多低电压、高精度应用中具有优越性能。
二、LDO的工作原理LDO的工作原理是通过调整晶体管的导通程度来实现输出电压的稳定。
当输入电压变化时，晶体管的导通程度也会相应改变，从而使得输出电压保持恒定。
在这个过程中，参考电压起到了关键作用。
三、LDO的参考电压的作用参考电压是LDO正常工作的基准，它决定了LDO输出电压的精度。
在LDO内部，参考电压与晶体管的导通程度密切相关。
当参考电压发生变化时，晶体管的导通程度也会相应改变，进而影响输出电压的稳定性。
四、选择LDO参考电压的注意事项1.精度要求：根据不同应用场景，选择合适精度的参考电压。
一般来说，精度越高，价格越贵。
2.工作电压范围：选择与设备输入电压相匹配的参考电压，以确保LDO正常工作。
3.输出电流：根据设备需求选择合适的输出电流，过大可能导致LDO过热，过小可能无法满足设备需求。
4.稳定性：选择稳定性好的参考电压，可以提高LDO的工作可靠性。
五、LDO应用场景及优势1.低电压应用：LDO在低电压环境下具有优越性能，可以提供稳定的输出电压。
2.高精度应用：由于LDO输出电压精度高，因此在需要高精度电压控制的场合，LDO是理想的选择。
3.电源管理：LDO可广泛应用于各种电源管理场景，如电池充电、电源转换等。
ldo参数指标推导
LDO参数指标推导1. 引言LDO（Low Dropout）是一种用于稳压电路的线性稳压器，它能够将输入电压稳定在一个较低的输出电压。
LDO参数指标推导是指对LDO的关键参数进行推导和计算，以便了解和评估其性能。
本文将介绍LDO的工作原理、常见的参数指标以及推导过程，帮助读者更好地理解LDO的性能和应用。
2. LDO的工作原理LDO是一种线性稳压器，其基本工作原理如下：1.输入电压Vin通过输入电容Cin进入LDO芯片。
2.LDO芯片内部包含一个差分放大器、误差放大器、参考电压源和功率晶体管等组件。
3.差分放大器将输入电压与参考电压进行比较，产生一个误差电压。
4.误差放大器将误差电压放大，并控制功率晶体管的导通程度。
5.当误差电压增大时，误差放大器会调整功率晶体管的导通程度，使得输出电压稳定在设定的值。
3. LDO的常见参数指标LDO的性能主要由以下几个参数指标来衡量：3.1 输入电压范围（Input Voltage Range）输入电压范围是指LDO能够正常工作的输入电压范围。
一般来说，LDO的输入电压范围应满足以下条件：•最小输入电压：LDO能够正常工作的最低输入电压。
•最大输入电压：LDO能够正常工作的最高输入电压。
3.2 输出电压范围（Output Voltage Range）输出电压范围是指LDO能够提供的输出电压范围。
一般来说，LDO的输出电压范围应满足以下条件：•最小输出电压：LDO能够提供的最低输出电压。
•最大输出电压：LDO能够提供的最高输出电压。
3.3 输出电压精度（Output Voltage Accuracy）输出电压精度是指LDO输出电压与设定输出电压之间的偏差。
一般来说，输出电压精度应满足以下条件：•输出电压偏差：LDO输出电压与设定输出电压之间的差值。
•输出电压精度：输出电压偏差与设定输出电压的比值，通常以百分比表示。
3.4 负载能力（Load Regulation）负载能力是指LDO在负载变化时输出电压的稳定性。
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计LDO稳压器是一种线性稳压器件，其主要功能是在输入电压变化的情况下稳定输出电压。
在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源，以确保系统的稳定性和可靠性。
本文将对LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计进行详细讨论。
一、LDO稳压器的基本原理1.输入部分：输入电压经过低通滤波器（包括电容和电感等元件）减少高频噪声，并经过差分放大器的差模输入端。
差分放大器通过放大输入电压与参考电压之间的差值，并产生控制信号。
2.控制部分：控制信号经过放大后驱动功率晶体管的基极，由功率晶体管控制输出电压的大小。
3.输出部分：输出电压通过低通滤波器进一步去除噪声，并输出给负载。
二、高精度电压基准源的要求在很多应用中，需要使用高精度的电压基准源来提供稳定的参考电压。
高精度电压基准源的主要要求如下：1.电压稳定性：电压基准源必须具有高稳定性，即在输入电压变化的情况下，输出电压的变化极小。
2.温度稳定性：电压基准源应具有良好的温度特性，即在不同温度下，输出电压的变化较小。
3.噪声抑制：电压基准源应具有较好的噪声抑制能力，避免将噪声传导到输出端。
三、LDO稳压器高精度电压基准源的设计为了设计一个高精度的LDO稳压器电压基准源，需要考虑以下几个方面：1.参考电压源：选择合适的参考电压源是设计高精度电压基准源的关键。
通常使用基于温度补偿的电流源或电压源作为参考电压。
2.温度补偿：为了提高电压基准源的温度稳定性，可以采用温度补偿电路。
该电路可以根据温度的变化自动调整参考电压的大小。
3.噪声抑制：为了降低电压基准源的噪声水平，可以采用滤波电路和抑制电容等方法。
滤波电路可以减小输入电压的高频噪声，而抑制电容则可以降低输出电压的噪声。
4.反馈控制：为了保持输出电压的稳定，需要设计一个反馈控制电路。
该电路可以将输出电压与参考电压进行比较，并调整差分放大器的放大倍数，以实现稳定的输出电压。
在设计过程中，还需要考虑其他因素，如功耗、成本和尺寸等。
LDO的工作原理详细分析
LDO的工作原理详细分析LDO是指低压差线性稳压器（Low Drop Out Linear Regulator），它的工作原理是将输入电压通过内部的调节电路进行相应的调整，使得输出电压保持在设定的恒定值。
LDO的主要作用是稳定供电电压，提供稳定可靠的电压源。
1.调节阶段：调节阶段主要包括一个误差放大器和一个反馈网络。
误差放大器将参考电压与输出电压进行比较，得到误差信号，并将此信号通过反馈网络传递给功率晶体管。
反馈网络通常由电阻和电容构成，通过调整反馈信号的大小来控制功率晶体管的导通程度，从而调整输出电压的稳定性。
当误差信号超过设定的误差阈值时，反馈网络会调节功率晶体管的导通程度，使得输出电压继续保持在设定值。
2.放大器阶段：放大器阶段主要包括一个功率晶体管和一个输出电容。
当输入电压经过调节阶段后，会被功率晶体管进行放大，然后通过输出电容进行滤波，使得输出电压更加稳定。
功率晶体管的导通程度由反馈网络控制，通过调节反馈网络的电阻和电容值，可以改变功率晶体管的工作状态，从而调整输出电压的稳定度。
LDO相较于普通线性稳压器的特点之一是具有更低的压差（Drop Out Voltage），即输入电压与输出电压之间的差值。
LDO通常具有较低的压降，这意味着即使输入电压降低到接近输出电压的水平，LDO仍然可以使输出电压保持在恒定值。
这样可以在低电压条件下提供更稳定的电源。
LDO的工作原理中一个关键的组件是反馈网络。
反馈网络通过采集输出电压并将其与参考电压进行比较，产生误差信号，进而调节功率晶体管的导通程度，最终实现输出电压的稳定。
反馈网络的设计需要考虑电流稳定性、温度稳定性等因素，以确保输出电压能够在各种工作条件下保持恒定。
此外，LDO还需要满足一些性能指标，如负载调整率、线性调整率、噪声抑制等。
负载调整率表示当负载电流发生变化时，输出电压的变化情况。
线性调整率表示当输入电压发生变化时，输出电压的变化情况。
噪声抑制表示LDO能够有效抑制输入端的噪声传递到输出端，提供更加稳定的电源。
高性能低压差线性稳压器研究与设计
高性能低压差线性稳压器研究与设计在2007～2009年中国电源管理芯片市场产品结构调查中,低压差线性稳压器(LDO)的市场占有率一直排名第一。
之所以广大消费类电子产品对LDO芯片拥有大量并持久的需求,是由于LDO芯片可以为后续电路提供稳定低噪的电压,并且只占据少量的PCB板面积和消耗极低的功耗。
此外LDO的电路架构还十分适合作为IP集成到片上系统中(SoC)。
随着市场的变化和技术的进步,对LDO芯片的性能要求也在不断地提高。
更高的转换效率、更低的功耗、更少的外围器件以及更高的电源噪声抑制逐渐成为LDO芯片的研究热点和发展趋势。
本文首先对实现高性能LDO的关键问题通过系统设计进行了分析研究,具体主要在纳安级基准电流源、LDO频率补偿方案、LDO大信号响应,以及闭环系统电源噪声传递函数四个方面进行了深入的理论研究和探讨,提出了具有创新意义的电路结构：1)30nA基准电流源；2)基于新型有源受控电阻的3种零点追踪频率补偿方案；3)4种摆率增强电路；4)基于电源噪声抵消抵消技术的4种高PSRR LDO实现方案。
本文基于上述电路模块结构,采用CMOS昆合信号工艺,设计并实现了三款高性能LDO芯片：1)3μA超低静态电流的低功耗LDO芯片；2)无片外电容的LDO 芯片；3)高电源噪声抑制的LDO芯片(PSRR=-70dB@1kHz)。
测试结果验证了设计思想。
在纳安级基准电流源的研究中,要分析了电源电压变化对基准电流的影响机制,提出一款三支路结构,有效地降低了电源噪声对基准电流的影响。
并利用CSMC 0.6μm混合信号工艺中,不同电阻间温度系数的差别以及二极管反向电流的温度特性,在-40度到130度的温度范围内,将基准电流的精度控制在30±0.6nA。
由于LDO芯片的输出极点具有106数量级的变化,有效的频率补偿方案就是产生一个随之变化的动态零点,从而实时的抵消掉输出极点对环路稳定性的不良影响。
在本文中,提出了一种新型的有源受控电路生成电路,能有效地抑制传统有源受控电阻中低精度、受工艺涨落以及MOS管体效应影响较大等缺点；进而可以产生精确地受控零点。
LDO线性稳压器的研究论文
摘要随着电源管理IC技术的不断发展，高性能低成本的电源管理芯片越来越受到用户的青睐。
LDO线性稳压器以其低噪声、高电源抑制比、微功耗和简单的外围电路结构等优点而被广泛应用于各种直流稳压电路中。
为适应电源市场发展的需要，结合LDO系统自身特点，设计了一款低功耗、高稳定性LDO线性稳压器。
本文首先简要介绍了LDO线性稳压器的工作原理与基本性能指标。
其次，从瞬态、直流、交流三方面对系统结构进行深入研究，阐述LDO稳压器的设计要点与各种参数的折衷关系。
随后从低功耗设计的角度出发，对各子模块结构进行优化，从而确立最终的系统架构。
通过建立LDO电路的交流小信号模型，计算得到系统的环路增益并由此推出电路中零极点的分布位置从而获得研究系统稳定性问题的途径。
针对文中采用的两级级联误差放大器直接驱动调整管栅极的拓扑结构，引入嵌套式密勒补偿和动态零点补偿两种方法来保证系统的稳定性要求。
讨论了嵌套式密勒补偿中调零电阻可能存在的位置，确定最合适的补偿结构从而有效地消除了右半平面零点对系统稳定性的影响。
最后分析了各子模块电路的结构与工作原理，并给出了LDO系统模块与整体仿真的结果与分析。
电路设计采用了CSMCum CMOS工艺模型，对LDO稳压器在不同的模型、输入电压、温度组合下进行前仿真验证。
结果表明：电路不带负载的uA，系统带宽几乎不随负载变化，在输出电流范围内能保证较好的稳定性。
关键词：线性稳压器，低压差，嵌套式密勒补偿，动态零点补偿，低功耗AbstractWith rapid development of power IC technology, high performance low cost power management chips become more and more popular. LDO linear regulator is widely used in various kinds of DC regulating voltage circuits, for the benefits of low noise, high power supply rejection ratio (PSRR), micro power loss, and simple peripheral structure etc. In order to meet the needs of power market development, combining with self features of LDO system, this thesis proposes a kind of LDO linear regulator with low power and excellent stability.Firstly, this thesis gives a brief introduction on working principles and basic indicators of LDO regulator. System structure will be deeply discussed in TRAN, DC, AC three aspects and designing key points along with various parameter trade-off relationships will be expounded subsequently. Then, optimums every sub-module and determines the final system architecture from the angle of low power design. In order to obtain the path to research on stability of LDO system, calculates loop gain and deduces zero-pole distribution by setting up AC small signal models. Nested miller compensation (NMC) and Tracking-frequency compensation will be introduced to ensure the stability of LDO topological structure which adopts two stage cascade error amplifier driving pass element directly. Discusses probable situation of nulling resistor in NMC circuits, and eliminates effect of right-half-plane zero effectively by fixing a best compensation structure. Analyzes structure and working principle of every sub-module in detail, simulation results of whole chip will be shown in the end.Circuit design is based on CSMC 0.6um CMOS process and simulation has been completed under different combinations of spice models, supply voltages andoperating temperatures. The whole chip cost static current of 1.79uA, bandwidth is almost constant and the system keep excellent stability under whole output current range.Keywords：Linear Regulator Low Dropout Voltage Nested Miller Compensation Tracking-frequency Compensation Low Power目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论1.1LDO线性稳压器的研究意义 (1)1.2LDO线性稳压器的研究目的 (4)1.3论文章节安排 (4)2LDO线性稳压器的简介2.1LDO的结构与工作原理 (6)2.2LDO的基本性能指标 (7)2.3LDO的基本应用 (10)2.4本章小结 (12)3 LDO系统架构的设计考虑3.1LDO系统电路的瞬态研究 (13)3.2LDO系统电路的直流研究 (16)3.3LDO系统电路的交流研究 (17)3.4LDO子模块的设计考虑 (19)3.5本章小结 (25)4 LDO稳定性研究与补偿方式的确定4.1LDO环路增益的建模 (27)4.2传统ESR电阻补偿 (29)4.3LDO补偿方式的优化 (34)4.4本章小结 (43)5 模块电路的实现与仿真5.1基准与偏置电路的设计 (44)5.2恒定限流电路的设计 (47)5.3FOLDBACK电路的设计 (50)5.4本章小结 (54)6 LDO整体电路仿真与分析6.1瞬态仿真与分析 (55)6.2直流仿真与分析 (56)6.3交流仿真与分析 (58)6.4本章小结 (59)7 全文总结 (61)致谢 (63)参考文献 (64)1 绪论半导体工艺技术的提高及便携式电子产品的普及促使电源管理IC有了长足的发展。
LDO线性稳压器及其稳定性研究
LDO线性稳压器及其稳定性研究LDO（Low Dropout）线性稳压器是一种常用的电源稳压器件，其主要功能是将高电压输入转换为稳定的低电压输出。
由于其简单、成本低、稳定性好的特点，LDO线性稳压器广泛应用于各种电子设备中。
LDO线性稳压器的基本工作原理是通过控制输出端与地之间的电压差来实现稳定输出电压。
其结构包括输入级、调节级和输出级。
输入级主要由输入电容、输入电感和正级二极管等组成，起到滤波和隔离的作用。
调节级是整个线性稳压器的核心，主要包括基准电阻、参考电压源、误差放大器和功率晶体管等。
参考电压源提供稳定的基准电压，误差放大器将基准电压与反馈电压进行比较，当两者不一致时，通过功率晶体管的控制实现输出电压的调节。
输出级由输出电容、输出电感和输出二极管等构成，主要用于滤波和保护。
LDO线性稳压器的稳定性研究是对其输出电压与输入电压、负载电流、温度等因素之间的关系进行分析和测试。
其中，输入电压的稳定性是指在输入电压发生变化时，输出电压的变化幅度。
通常，输入电压的稳定性要求高，一般在10%以内。
负载电流的稳定性是指在负载电流变化时，输出电压的变化幅度。
这需要设计合理的负载调节电路，以保证在不同负载电流下都能够稳定输出电压。
温度的稳定性是指在不同温度条件下，输出电压的变化幅度。
温度会影响LDO线性稳压器的工作温度范围和稳定性，因此需要进行温度测试，并根据测试结果进行合理的优化设计。
在LDO线性稳压器的稳定性研究中，还需要考虑电源噪声的影响。
电源噪声会对稳压器的输出电压产生干扰，因此需要进行噪声测试和分析。
常见的解决方法包括添加滤波电容、优化电源线布线等。
另外，寄生参数也会对稳压器的稳定性产生影响，如电感、电容等元件的等效串联电阻、等效串联电感等。
总之，LDO线性稳压器的稳定性研究是对其工作原理和各种因素之间的关系进行分析、测试和优化，以保证其在不同工作条件下能够稳定输出所需电压。
通过合理的设计和测试，可以提高LDO线性稳压器的性能和可靠性，满足各种应用的需求。
LDO线性稳压器及其稳定性研究
ＬＤＯ线性稳压器及其稳定性研究摘的要：低压差（Low Dropout, LDO）线性稳压器具有结构简单、低噪声、低功耗以及小封装和较少的外围应用器件等突出优点，在便携式电子产品中得到广泛的应用。
随着各种便携式电子产品功能的多样化和性能的完善，对作为电源管理的LDO的性能也提出了更高的要求，最基本的，要使LDO高性能的工作，必须要有好的频率响应和好的瞬态响应。
关键词：低压差线性稳压器稳定性研究要使LDO高性能的工作，必须要有好的频率响应和好的瞬态响应。
从频率稳定性考虑，由于片外电容和调整管大的栅电容，导致在单位增益带宽内存在两个极点。
若补偿不当，这两个低频的极点会损害整个电路的稳定性。
再加上各增益级的输出极点，整个系统就更难以稳定。
另外，在输入电压大于输出电压一定数值时，LDO电路系统具有保证输出电压稳定的特点。
但是，如果在输入电压或者是负载电流发生变化时，输出电压值会产生一定的跳变。
输出电压的跳变值将通过芯片内部的反馈网络送到误差运算放大器的输入端，放大器输出电压控制输出调整管以稳定输出电压。
如果不采用任何频率补偿，系统必将处于不稳定状态。
因此，LDO 的稳定性问题，可以归结为误差放大器的频率补偿问题。
一、LDO 的稳定性国内外一直都非常重视对频率补偿问题的研究，也提出了多种适合不同条件的补偿方案，并不断对原来的方案进行改进和发展。
1、简单米勒补偿用于两级放大器的简单米勒补偿应该算是最简单的频率补偿方法。
它利用米勒效应将两个相近的极点分裂，一个推向高频，一个推向低频，这样就使放大器达到合适的相位裕度。
其拓扑和频率响应如图1所示。
只要选择合适的补偿电容Cm 就可以即达到所需相位裕度，稳定系统，又不会过分减小带宽。
2、嵌套米勒补偿以上是两级运放的主要频率补偿方案，但是随着对一些性能要求的提高，需要提高运放增益，这样就要求再增加增益级。
LDO其实至少为三级，调整管是输出级，而且为了达到更好的瞬态响应和频率稳定性，往往需要在误差放大器和调整馆之间增加一个缓冲级，这样不仅提高放大器的驱动能力，而且由于缓冲级的低输出阻抗，可以将调整管栅端产生的极点调到频率稍高的地方，有助于达到更好的稳定性。
ldo输出电压误差
ldo输出电压误差摘要：1.LDO 简介2.输出电压误差的概念3.输出电压误差的影响因素4.减小输出电压误差的方法5.总结正文：1.LDO 简介LDO（Low Dropout Voltage）即低降额电压，是一种用于稳定输出电压的电源管理器件。
它的主要作用是在输入电压较低时，仍能保证输出电压稳定。
相较于传统的线性稳压器，LDO 具有更高的效率和更低的噪声。
在众多电子产品和电子设备中，LDO 得到了广泛的应用。
2.输出电压误差的概念输出电压误差是指LDO 的实际输出电压与理想输出电压之间的差值。
通常用百分比表示，即输出电压误差=（实际输出电压- 理想输出电压）/理想输出电压*100%。
输出电压误差越小，说明LDO 的性能越好。
3.输出电压误差的影响因素输出电压误差受多种因素影响，主要包括以下几个方面：（1）输入电压：输入电压越低，输出电压误差越大。
（2）负载电流：负载电流越大，输出电压误差越大。
（3）温度：温度越高，输出电压误差越大。
（4）器件制造工艺：器件制造工艺不同，输出电压误差也会有所不同。
4.减小输出电压误差的方法为了提高LDO 的性能，减小输出电压误差，可以从以下几个方面入手：（1）选择合适的LDO 器件：在设计阶段，选择具有较低输出电压误差的LDO 器件。
（2）优化电路设计：通过调整电路参数，如增大电容容量、减小电阻值等，以减小输出电压误差。
（3）加散热措施：对于工作温度较高的场景，可以采取散热措施，如加装散热片，以降低温度对输出电压误差的影响。
（4）采用负反馈技术：通过负反馈技术，可以实时调整LDO 的输出电压，使其保持在理想范围内。
5.总结LDO 的输出电压误差是评价其性能的重要指标。
了解影响输出电压误差的因素，并采取相应措施减小误差，有助于提高电子产品和设备的性能和稳定性。
ldo的参考电压
ldo的参考电压LDO（Low Dropout）线性稳压器是一种广泛应用于低电压、低功耗电子设备的电源管理芯片。
在LDO中，参考电压是一个关键参数，它对整个电路的性能有着重要影响。
本文将介绍LDO的参考电压，分析其作用和调整方法，并探讨参考电压对LDO性能的影响。
1.LDO简介LDO是一种具有低输出电压噪声、低输入电压范围和低输出电流能力的线性稳压器。
它能在很宽的输入电压范围内工作，为负载提供稳定的输出电压。
LDO广泛应用于便携式电子设备、通信设备、嵌入式系统等领域。
2.LDO的工作原理LDO的工作原理主要是通过调整晶体管的导通程度来实现输出电压的稳定。
在LDO电路中，参考电压是一个重要的控制信号，用于控制晶体管的导通程度。
3.LDO的参考电压的作用参考电压在LDO中起到关键作用，它决定了LDO的输出电压精度、输出电流能力等性能指标。
参考电压通过基准源电路产生，通常为固定的1.2V或1.5V。
在LDO的工作过程中，参考电压与输入电压、输出电压之间存在一定的关系，通过调整参考电压，可以实现LDO输出电压的稳定。
4.调整参考电压的方法调整参考电压的方法主要有两种：（1）改变晶体管的导通程度：通过调整晶体管的导通程度，可以改变输出电压。
导通程度受到参考电压的控制，因此，调整参考电压可以实现输出电压的稳定。
（2）改变参考电压源的增益：参考电压源的增益决定了参考电压的大小。
通过改变增益，可以实现参考电压的调整，从而达到稳定输出电压的目的。
5.参考电压对LDO性能的影响参考电压对LDO的性能有很大影响，主要包括以下几个方面：（1）输出电压精度：参考电压的精度直接影响到LDO的输出电压精度。
参考电压越高，输出电压精度越好。
（2）输出电流能力：参考电压决定了LDO的输出电流能力。
一般情况下，参考电压越高，输出电流能力越大。
（3）电源抑制比：参考电压对电源抑制比也有影响。
参考电压越高，电源抑制比越好，抗干扰能力越强。
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计
LDO稳压器高精度电压基准源的分析与设计
许文丹
【期刊名称】《西安航空技术高等专科学校学报》
【年(卷),期】2005(023)001
【摘要】超低漏失线性稳压器的技术关键,是基准源模块的设计,在对双极型LDO 稳压器进行分析的基础上,提出了对其关键模块基准电压源进行高精度的设计的方案.
【总页数】4页(P16-19)
【作者】许文丹
【作者单位】西安航空技术高等专科学校,计算机工程系,陕西,西安,710077
【正文语种】中文
【中图分类】TM14
【相关文献】
1.一种低电压高精度LDO稳压器的设计 [J], 刘宗福;马冬冬;
2.一种低电压高精度LDO稳压器的设计 [J], 刘宗福;马冬冬
3.LDO稳压器调整管模块的分析与设计 [J], 屈志毅;陈刚;朱章华
4.一种用于LDO高精度带隙基准源的电路设计 [J], 谭福奎
5.一种用于负LDO稳压器的高精度带隙基准源 [J], 李红宝;胡刚毅;胡永贵;余金峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ldo输出电压误差
LDO（低压差线性稳压器）输出电压误差1. 引言LDO（Low Dropout）是一种常用的线性稳压器，用于将高电压转换为稳定的低电压输出。
在实际应用中，LDO的输出电压误差是一个重要指标，它衡量了LDO的稳定性和精度。
本文将详细介绍LDO输出电压误差的定义、原因以及如何减小误差。
2. LDO输出电压误差定义LDO输出电压误差是指LDO输出电压与其设定值之间的差值。
通常用百分比或毫伏（mV）来表示。
输出电压误差可以分为静态误差和动态误差两种。
•静态误差：在稳定工作状态下，LDO输出电压与设定值之间的偏差。
静态误差受到LDO内部电路的精度和外部环境的影响。
•动态误差：LDO在动态工作条件下，如负载变化时，输出电压与设定值之间的偏差。
动态误差受到LDO的负载调整能力和反馈控制回路的响应速度的影响。
3. LDO输出电压误差原因LDO输出电压误差主要由以下几个因素造成：3.1 参考电压精度LDO内部使用参考电压来生成输出电压，参考电压的精度直接影响到输出电压的准确性。
如果参考电压的精度不高，就会导致输出电压误差增大。
3.2 负载调整能力LDO需要能够快速、准确地响应负载变化，以保持输出电压的稳定性。
如果LDO的负载调整能力不足，负载变化时输出电压会出现较大的波动，从而增大输出电压误差。
3.3 反馈控制回路LDO的反馈控制回路起到了调节输出电压的作用。
如果反馈控制回路的响应速度不够快，就会导致输出电压在负载变化时调整不及时，从而产生输出电压误差。
3.4 温度变化温度变化对LDO的输出电压也会产生影响。
LDO内部电路的温度漂移以及温度对参考电压的影响都会导致输出电压误差的增大。
4. 减小LDO输出电压误差的方法为了减小LDO输出电压误差，可以采取以下方法：4.1 选择高精度的参考电压源选择精度高、稳定性好的参考电压源，可以有效降低输出电压误差。
常用的参考电压源有基准电压源和温度补偿电压源。
4.2 优化LDO内部电路设计通过优化LDO内部电路的设计，可以提高LDO的负载调整能力和温度稳定性，减小输出电压误差。
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LDO线性稳压器输出电压精度的分析与研究
作者：许文丹
来源：《价值工程》2010年第31期
摘要: 低漏失线性稳压器的输出电压精度一般取决于电压调整率、负载调整率、基准精度、温度系数以及取样电阻的精度等多种因素。
详细分析了影响低漏失线性稳压器输出电压精度的主要因素,并对各因素的影响程度进行了定量研究。
Abstract: The output voltage of the LDO linear regulator is depended on various factors, such as the adjust ratio of the voltage, the adjust ratio of the load, the accuracy of reference, the temperature coefficient and the accuracy of the sampling resistance. The main factors which effecting the output voltage accuracy are analysed and the influence extents are researched in quantitative way.
关键词: 线性稳压器;低漏失;输出电压精度
Key words: linear regulator;low dropout;output voltage accuracy
中图分类号:TM1文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)31-0189-02
0引言
LDO(Low Dropout)线性稳压器,也称低漏失线性稳压器,是一个自功耗很低的微型片上系统(SOC),它由具有极低导通电阻RDS(ON)的MOSFET调整元件(作为电流主通道)、反馈电阻、过流保护、过热保护、精密基准源、差分放大器等电路在一个芯片上集成而成[1]。
1影响稳压器输出电压精度的因素
稳压器的输出电压精度一般是综合考虑电压调整率、负载调整率、基准精度、运放失调、温度系数以及取样电阻的精度等特性后的计算结果[2]。
设稳压器输出精度为Acc,稳压器保持正常工作时的最大负载范围和最大输入电压范围内输出电压变化量分别为ΔVldr、ΔVsv,工作温度变化引起的输出变化为ΔVo,tc,基准漂移引起的输出变化为ΔVo,ref,误差放大器失调引起的输出变化为ΔVo,a,反馈电阻阻值漂移引起的输出变化为ΔVo,s。
这样,稳压器输出电压精度为
A=×100%(1)
输出精度主要由随温度变化的基准电压源、误差放大器特性,以及取样电阻容差决定[3]。
电压调整率、负载调整率,以及补偿对精度的影响大约占到整个精度的1%～3%。
为了分析它们对输出精度的影响,这里不妨设稳压器环路的环路增益为A0,负反馈系数为β,可知
A=βAg•R(2)
β=(3)
根据误差放大器负反馈原理,基准与输出电压关系:
V=Ag(V-V)•R=(V-V)(4)
V=βV(5)
所以,V=(6)
2电压调整率对输出电压精度的影响
电压调整率反映了输出电压随输入电压变化而变化的灵敏程度[4]。
它定义为在负载电流,环境温度保持不变的条件下,输入电压变化ΔVin,由此引发输出电压产生ΔVout的变化量。
其公式表示为
S=×100%
=•×100%(7)
由此可见,稳压器的电压调整率主要由基准源的相对精度所决定。
3负载调整率对输出电压精度的影响
负载调整率则反映了输出电压对于负载电流的变化而保持不变的调整能力[5]。
负载调整率定义为
S=×100%
=(8)
负载调整率的实质即是稳压器的输出阻抗。
假设负载电流变化ΔI,输出电压随之变化ΔV,则ΔI可表示为
△I=+βAg△V=+△V(9)
于是,稳压器的输出阻抗为
R==(10)
改善负载调整率的主要途径有:①减小调整管的导通电阻;②增大环路的环路增益。
4基准电压漂移对输出电压精度的影响
当Vref变化到Vref+ΔVref时,输出电压失调为
V=(11)
因此,由基准漂移引起的输出电压变化可以由如下关系式表示:
=(12)
这个式子表明,输出电压精度直接受到基准电压精度的影响。
如果基准电压精度为1%,则稳压器的输出电压将变化同样的比例。
5误差放大器电压漂移对输出电压精度的影响
误差放大器具有失调及温漂特性,由此影响输出电压精度[6]。
根据运放失调的定义,可通过一定的电压来补偿失调,从而使运放接近理想。
设误差放大器的增益为A,失调电压为Vos,假定基准用一部分电压去补偿失调使运放理想,那么运放一端实际输入电压为Vd+Vref,于是有
V=(13)
由于V=(14)
所以,由误差放大器失调引起的输出电压误差为
△V==V(15)
假设稳压器的环路增益足够大,则由失调引起的输出电压误差近似为:
△V=(16)
6取样电阻误差对输出电压精度的影响
根据运放负反馈原理,取样电阻为R1,R2时,则稳定后输出电压为V==V(17)
假设取样电阻R1,R2的误差分别为ΔR1,ΔR2,当电阻R1变化到R1+ΔR1,R2变化到
R2+ΔR2时,则输出电压
V′out=•V(18)
那么由取样电阻容差引起的输出电压变化为:
△V=V′out-V=-V
=•V(19)
其中容差ΔR1,ΔR2可正可负,或为零。
由此可见,只要R1,R2的精度保持一致:==k,即当
R1,R2良好匹配时有△Vout=0。
7结束语
由以上分析可知,影响线性稳压器输出电压精度的主要因素包括基准的精度(主要是温度特性)、误差放大器的增益与失调电压以及反馈电阻的精度等。
因此要在线性稳压器的设计中取得高精度的输出电压,就必须在设计过程中对这三个模块的特性仔细考虑。
参考文献:
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[4]朱正涌.半导体集成电路.北京:清华大学出版社,2001.
[5]李玉山,来新泉,贾新章.电子系统集成设计技术.北京:电子工业出版社,2002.
[6]童诗白,华成英.模拟电子技术基础.第三版. 北京:高等教育出版社,2002:234-238.。