低压差线性稳压器LDO

LDO
LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。

传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。

但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。

针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO 是一种线性稳压器。

线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET，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。

所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。

正输出电压的
LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）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。

负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

更新的发展使用 CMOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。

使用 CMOS，通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。

如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

DCDC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器，
包括LDO。

但是一般的说法是把直流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DCDC。

LDO是低压降的意思，这有一段说明：低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，
这些是它的突出优点。

它需要的外接元件也很少，通常只需要一
两个旁路电容。

新的LDO线性稳压
器可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA（TI的TPS78001达到Iq=0.5uA），电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。

LDO线性稳
压器的性能之所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET，而普通的线
性稳压器是使用PNP晶体管。

P沟道MOSFET是电压驱动的，不需要电流，所以大大降低了器件本身消
耗的电流；另一方面，采用PNP晶体管的电路中，为了防止PNP 晶体管进入饱和状态而降低输出能力
，输入和输出之间的电压降不可以太低；而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻
的乘积。

由于MOSFET的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常低。

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。

虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用
，LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长，同时噪音较低。

如果输入电压和输出电压不是很接近，就要考虑用开关型的DCDC了，应为从上面的原理可以知道，
LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高。

DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。

DC-DC 转换器的优点是效率高、可以输出大
电流、静态电流小。

随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容
器。

但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。

近几年来，随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的
成本不断降低，体积越来越小。

由于出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率，因而不需要
外部的大功率FET。

例如对于3V的输入电压，利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出。

其次，对于
中小功率的应用，可以使用成本低小型封装。

另外，如果开关频率提高到1MHz，还能够降低成本、
可以使用尺寸较小的电感器和电容器。

有些新器件还增加许多新功能，如软启动、限流、PFM或者
PWM方式选择等。

总的来说，升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上
比较。

生产厂家主要有：TI,NS,Maxim,LTC,Intersil,Fairchild等；
LDO的四大要素：
压差Dropout、噪音Noise、共模/纹波抑制比（PSRR）、静态电流Iq，这是LDO的四大关键数据。

产品设计师按产品负载对电性能的要求结合四大要素来选择LDO。

在手机上用的LDO要求尽可能小的噪音（纹波），在没有RF的便携式产品需求静态电流小的LDO。

LDO的工作条件：
Vin >= Vdrop + Vout。

且一般需要两个外接电容：Cin、Cout，一般采用钽电容或MLCC。

注意：LDO是稳压器。