第2章 低压差线性稳压器

2.1 低压差稳压技术

线性稳压器即线性电压调节器，其输入与输出之间的电压差是一个非常重要的技术指标。为减小稳压器的自身损耗，提高系统效率，人们总是希望稳压器本身的电压降尽可能小一些。输入电压与输出电压之间差比较小的稳压器，被称作低压差（LowDrop Out，LDO）稳压器。

LDO稳压器在各种便携式电子产品和以电池作为电源的系统中有着非常广泛的应用，故在近几年得到迅速发展并不断更新换代。LDO稳压器的市场非常大，而且前景诱人，因而世界著名的半导体厂商无一不在研发和生产这类器件。具体到某一个便携式电子设备，所需LDO稳压器并非是一个。例如，在GSM电源管理系统中，就有6个LDO稳压器，其中包括模拟LDO、TCXOLDO、实时时钟（RTC）告警LDO和存储LDO稳压器等。与其他IC比较，LDO稳压器IC的制造难度并不大。我国的IC制造厂商也正在把握LDO器件的巨大商机。同时，国内业界对LDO稳压器IC的发展动态也给以了高度的重视。

2.1.1 线性稳压器存在的问题

为了提高电源转换效率，节省宝贵的能源，人们探索出三条途径：一是尽量降低线性稳压器的输入电压，二是采用开关电源来降低功耗，三是选用LDO稳压器。LDO集成稳压器是近年来问世的高效率线性稳压集成电路，亦可作为高效DC/DC变换器使用。

线性稳压器最主要的缺点是效率低，如对于5V输出型，在交流电源电压波动±20%的条件下，在电源电压最高时和标称值时的效率分别不高于27%和33%。而相同规格的开关稳压电源的效率则可达70%。因此，在很多领域中不得不采用开关稳压电源。对于开关稳压电源，其最大的缺点是尖峰与电磁干扰（EMI），如果能将线性稳压电源的效率提高到与开关稳压电源相当的水平，将优异的稳压性能、较高的电源效率和可靠性集于一体，则一定能开拓出线性稳压电源应用的更加广泛的领域。

线性稳压电源的效率低，主要是由于调整管的最小压差、整流效率、整流变压器效率、电网电压波动、整流滤波后的高幅值纹波（通常为5～8V甚至更高）等的影响。双极型功率管导通死区电压较高，一般为2.5～4V，致使稳压器在低压差甚至超低压差时不能工作。正常工作电流较大时，稳压器效率较低、耗能较大；采用多极放大，需要深度补偿，从而影响响应速度，令稳压器的稳定性能下降。

目前生产的串联调整式三端集成稳压器普遍采用电压控制型，为了保证稳压效果，稳压器的输入、输出压差一般要取4～6V，这是造成电源效率低的主要原因。若不考虑电源变压器和整流器的损耗，则电源的总功率 P就等于稳压器的功耗 PD与输出功率POUT之和：

式中，PD为无用功率，它等于输入、输出压差与输出电流的乘积，即PD=（VIN-VOUT）IOUT；POUT是有用功率。

例如，7805型三端集成稳压器的标称输出电压VOUT=5V，当VIN=9～11V时，输入、输出压差是4～6V。不难算出，在 VIN分别为13、11、9V时，η依次为38%、45.5%、55.6%。一般情况下，线性集成稳压器的转换效率只有45%左右。很显然，有大约50%的电能被浪费掉了。

LDO稳压器只适用于降压变换，其效率与输入、输出电压比有关。从基本原理来说，LDO稳压器根据负载电阻的变化情况来调节自身的内电阻，从而保证稳压输出端的电压不变。其变换效率可以简单地看作输出与输入电压之比。如今，很多厂商都有适合FPGA应用的低电压、大电流的LDO稳压器芯片，如TI的TPS755XX和TPS756XX系列为5A电流输出，TPS759XX系列为7.5A电流输出。LDO稳压器芯片所占面积仅为几mm2，只需外接输入和输出电容即可工作。由于采用线性调节原理，所以LDO稳压器本质上没有输出纹波。不过随着LDO稳压器的输入、输出电压差别增大或者输出电流增加，其发热比也会按比例增大，所以对散热控制方面的要求很高。

2.1.2 超低压差稳压技术

1.超低压差稳压技术的实现

在超低压差整流电路中，桥式整流电路是不可取的，因为这种电路较双半波整流电路效率低约10%。如果采用肖特基势垒二极管或工频同步整流器，会使整流的效率提高5%～10%。

提高稳压器性能的根本途径在于使稳压器能够在较低电压差时具有稳压能力。常规线性稳压电路由于器件和电路自身的限制，调整管的最小压差一般为4V。在5V输出的稳压电路中，由此导致的效率不会高于55%，或损耗为4W/A。因此减小调整管的最小压差而成为限制线性稳压电源发展的主要焦点，目前3A以下输出的低压差线性集成稳压器可使最小输入、输出压差减少到0.5V。这样由于调整管的最小压差而造成的损耗可减小到0.5W/A。而要获得更高的输出电流和更低的输入、输出压差，须选择合适的稳压电路形式和调整管。例如，采用UC3832高精度线性稳压电路控制IC和低导通电阻的功率MOSFET，可使最小输入、输出压差为0.2V。为尽可能减小输入、输出压差，采用极低导通电阻（5mΩ）的功率MOSFET，可在15A输出时仅有约100mV的压降，再加上电流检测电阻的压降（100mV），整个稳压电路的最小输入、输出压差为200mV，是目前所有线性稳压电路中最低的，其效率可达96%。

2.MOSFET的输出特性

MOSFET呈电阻性，其驱动电流静态几乎为零，致使与电流对应的漏、源极电压为零。低额定电压的MOSFET的导通电阻很低（几mΩ至数十mΩ），因而最低工作电压极低，可以达到0.1V或更低，工作压降在0.1～0.2V即可正常工作，从而实现稳压作用。从输出特性来看，线性稳压器开启电压较高，双极型晶体管2N3055的死区电压为0.25V，TIP100的死区电压达到1～1.5V，即便使用低压差输出，最低工作压降也将达到0.6V左右，如图2-1所示。双极型稳压器相当于一个可调电压源，而MOSFET可视为一个可调电阻。并且MOSFET内部的反向二极管在反向偏置电压时能够起到保护的作用。而双极型稳压器若想实现以上功能，必须外接反向二极管，但却使电路复杂化，不仅增大了整个稳压器的尺寸，同时也增大了误差，降低了效率和准确度。

以MOSFET为主要器件的稳压器，可实现一级放大，因此具有更好的稳定性。而由双极型功率管构成的稳压器，其基极电流较大，工作点接近饱和区，因此稳定性不好。

以多数载流子工作的MOSFET，其暂态响应速度比相应的以少数载流子导电的双极型晶体管快。采用MOSFET调整管的稳压器的输出误差远远小于采用双极型调整管稳压器。MOSFET的瞬时过载性能优越，瞬时电流可达到额定电流的4倍而不损坏；对于普通的双极型晶体管，其最高瞬时电流仅能够达到其额定电流的1.5倍。

N沟道的MOSFET，在高速转换时需要约10V的正向偏压，因为MOSFET的输入电流低，在电容充电过程中，可产生足够的自偏压，电路的输入电压与电流呈线性关系，输入电压降低，稳压器的栅、源极电压就降低。图2-2所示为以MOSFET为主要器件的稳压器外围器件的配置，图2-3所示为采用MOSFET器件的稳压器与LM317集成稳压器的稳压性能比较。以采用P沟道的MOSFET为主要器件的稳压器的外围器件配置如图2-4所示，此电路的工作点只能在线性区。

用MOSFET做调整管，当额定电压低于100V时，MOSFET的导通压降低于双极型晶体管；如采用SMP60N03（30V、5mΩ）作为调整管，则在输出电流为10A、最低管压降在200mV时仍能有效地稳压，而使这一项造成的损耗降到0.2W/A。

图2-4所示电路的稳压原理如下：输出电压经R3、R4分压送到TL431的R端与TL431内部的2.5V精密基准比较放大后，在K端输出，控制MOSFET的栅极电压，调节其漏极电流实现输出电压的稳定；若输出电压高于额定值，则TL431输出端电压下降，使MOSFET的栅极电压下降，漏极电流将小于负载电流，这时输出滤波电容器向负载放电，提供MOSFET输出的不足部分，使输出电压下降到额定值。

图2-4所示电路自身无过流保护功能，需附加过流保护电路。由于超低压差稳压，并且大电流输出，所以为确保高效率，不允许在主电路中串联电流检测电阻。因此，采用检测调整管压降的方式检测过电流，由于采用了预稳电路，故可确保负载正常时调整管压降不超过0.8V（可取过电流保护阈值电压为1.2V）。当过电流或输出短路时，调整管压降必然增加，并超过整定阈值，使TL431的K端电压降到饱和值，将MOSFET关断。这种过电流保护电路无自动复位功能，需手动复位。

3.超低压差稳压器的过流保护

常用线性稳压器的过流保护方式主要有限流型、减流型和截止型三种。

（1）限流型

限流型保护的输出特性如图2-5所示。它的特点是当负载电流达到限流值时，稳压电源进入恒流状态，负载电流被限制在限流值。这种电路的优点是限流功能相对容易实现，并且可以全载启动；最大缺点是在过流保护状态下，调整管将承受限流值与压差所产生的损耗。为确保调整管在过流保护时不损坏，应该以过流保护状态下的功率损耗作为选择调整管和热设计的依据，这将使稳压器的成本、体积和质量增加，可靠性降低。

（2）减流量

减流型（又称折返型）保护的输出特性如图2-6所示。它的特点是稳压电源进入过流保护区。其输出特性为图2-6中的区域Ⅱ，即输出电流随输出电压而减小，这可使调整管的损耗即使在过流保护时也不至于过大。其典型应用如三端集成稳压器，这种过流保护方式尽管在诸多场合下很适用，但在全载恒流特性和大多数模拟及数字电路的电源特性下（如图2-7所示），可能会产生“锁定”（Latchup）效应，即输出电压被锁定在低于正常稳压值的低电压上而不能正常启动。

为确保冲击性负载或全载恒流启动，必须在过流保护点和正常最大工作电流间设置较大的裕量，以免使过流的负载因没有得到电源的保护而烧坏。

（3）截止型

截止型保护的输出特性如图2-8所示。其特点是：当负载电流达到限流值时，过流保护电路使稳压电源进入截止状态，并不再恢复，从而使稳压电源与负载得到有效的保护。其优点是，这时的调整管的功耗为零。而其最大缺点是，在冲击性负载时容易误动作而使稳压电源进入截止状态，而且一旦进入截止状态后，既使过流状态解除，也不能自动复位。

对于利用电池供电的电子设备，电池和稳压电路性能的好坏将直接影响电子设备的使用性能，而采用超低压差稳压技术，可以在同样的条件下，达到更长的稳定工作的时间。对于同样的电子设备，使用MOSFET为主要器件的超低压差稳压器的电池寿命大约是使用双极型调整管稳压器的电池寿命的3倍左右。

MOSFET在稳压器中的使用，大大提高了产品的可靠性和效率，同时减小了设备与仪器的尺寸和质量，并且延长了设备的使用寿命，尤其是对于使用电池作为电源的电子设备，更是极大地提高了其可靠性、稳定性和使用寿命。对于普通的双极型调整管稳压器来说，输入、输出电压降到0.2～0.6V时，其工作效率将大大降低；而MOSFET却能够在几十毫伏下正常工作，从而降低了输入电压，减小了波纹电压，提高了产品寿命。

2.1.3 LDO稳压器的分类和特性

LDO稳压器相对常用的三端稳压器具有更高的性能，PCB占用面积和功耗更低，在手机等便携产品中得到了广泛应用。LDO稳压器是新一代的集成电路稳压器，它与三端稳压器最大的不同点是：LDO稳压器是一个自功耗很低的微型片上系统（SOC）。LDO稳压器按其静态耗电流来分，可分为OmniPower、MicroPower、NanoPower三种，OmniPowerLDO稳压器的静态电流在100μA～1mA，MicroPowerLDO稳压器的静态电流在10～100μA，NanoPow-erLDO稳压器的静态电流小于10μA，通常只有1μA。

美国研诺逻辑科技有限公司（AATI）利用CMOS技术生产的性能优秀的LDO稳压器如下。

（1）MicroPowerTMLDO稳压器是一种微功耗的低压差线性稳压器，它具有极低的自有噪声和较高的电源纹波抑制（PSRR），具有快捷的使能控制功能，给它一个高或低的电平可使它进入工作状态或睡眠状态，具有最好的性能功率比，其产品有AAT3215/150mA、AAT3236/300mA，适用于在需要低噪声的手机电源中使用。

（2）NanoPowerTMLDO稳压器是一种毫微功耗的低压差线性稳压器，具有极低的静态电流，稳压十分精确，其产品有具有高性能快速功率开关功能的AAT3218/150mA、AAT3238/300mA，具有POK功能的AAT3216/150mA、AAT3237/300mA；适用于PDA、eBook、DSC、手持需要节电电子产品的极低静态电流的TMLDOAAT3220/21/22/150mA。

（3）OmniPowerTMLDO稳压器是一种静态电流稍大但性能优于三端稳压器的新型线性稳压器，其产品有AAT3219/3200/3201/150mA和具有POK功能的AAT3223/250mA，适用于使用AC/DC固定电源的所有电子、电器产品。因其需求量大，故生产量大，而生产成本极低，价格十分便宜。

LDO的封装除了现有的SOT23小封装外，还有AATI独创专利的宽体、J脚SC70JW超小尺寸封装，适用于表面贴装，在PCB上所占空间很小。SC70JW封装使晶片占空比达42%，占用PCB面积仅4.2mm2，芯片抬起安装可利用空气受热自然流动散热，3个接地脚可充分利用PCB散热。

1.LDO稳压器的分类

LDO稳压器大致可分成两类：三端固定式，三端（或五端）可调式。若按输出电压的极性来区分，则又有正压输出和负压输出两种。例如，LM2930（国产型号为W2930）属于三端固定式，输出电压为5V，最大输出电流是0.15A，输入、输出压差小于0.6V。

为说明其优良特性，现将LM2930与普通三端稳压器7805作一对比性试验，二者的标称稳压值均为5V。稳压器的输入电压取自HT-1714C型多路直流稳压电源。稳压器的输出端接上假负载RL，使输出电流IOUT=100mA。输出电压VOUT用DT860型数字万用表测量。测量数据及计算出的压差值（VIN-VOUT）、稳压电源的效率（η）见表2-1。

由表2-1可见，当VIN＞6～40V时，LM2930即可正常稳压，稳压值VOUT=5.16V；而VIN=5.20V时的压差仅为0.04V，VIN=5.50V时为0.34V，均低于0.6V。7805则不然，其压差必须大于2V（实际使用时应在4V以上）才能正常稳压，稳压值 VOUT=4.98V。从表2-1中还可看出，选择LDO稳压器并降低输入电压，使之在低压差0.5～0.6V以下工作，就能显著提高线性集成稳压电源的效率。

LDO稳压器属于电流控制型稳压器，并选用低压降的PNP型晶体管作为内部调整管，从而把输入、输出压差降低到0.5～0.6V以下。LDO集成稳压器的典型产品见表2-2。

2.LDO稳压器的结构

LDO稳压器是一个微型的片上系统，它由作电流主通道具有极低在线导通电阻RDS（ON）的MOSFET、肖特基二极管、取样电阻、分压电阻、过流保护、过热保护、精密基准源、差分放大器、延迟器和POK（PowerOK）MOSFET等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成。POK是新一代LDO稳压器都具备的输出状态自检、延迟安全供电功能，也有人称之为Powergood，即“电源好”。

3.LDO稳压器的工作效率

LDO稳压器的工作原理是，通过负反馈调整输出电流使输出电压保持不变。LDO稳压器是一个降压型的DC/DC变换器，因此VIN＞VOUT。其工作效率为

LDO的工作效率一般在60%～75%，静态电流小的效率会高一些。

3.LDO稳压器的特点

在近一两年中，很多新型LDO稳压器相继投放市场。新一代LDO稳压器IC的主要特点表现在以下几个方面。

①超低压差。目前，150mA的LDO稳压器（如SA57000）在50mA输出电流下的压差仅约55mV，300mA的LDO稳压器（如MAX8860）在200mA输出电流下的压差仅约100mV。传统1A的LDO稳压器的压差不低于0.3V（如AN80PXXRSP系列），而新型1A的LDO稳压器的压差降至0.2V（如MAX8869和REG104）。

②超低功率。像MAX1725/MAX1726这类LDO稳压器IC，在2μA的超低电源电流下保证正常工作，在以电池作为电源的系统中应用能够延长电池的使用寿命。

③超低噪声。目前，新一代LDO稳压器的噪声电压一般控制在30μVrms左右。

④小输出电容器和无输出电容器。50mA～1ALDO稳压器，大多可使用1μF小容量的输出电容器，同时可采用小型陶瓷电容器或微型多层陶瓷电容器。有些LDO稳压器，甚至不需要输出电容器。因此，PCB尺寸大大缩小，同时节约了空间。

⑤多功能化。新一代LDO稳压器IC，大多带有热关闭和输出电流限制等保护功能。有些LDO器件还带有输出开/关控制、输出电压可调和反向电压保护等功能。

⑥采用小型和超小型封装。如5脚SOT23、5脚SC70、3脚SOT223和8脚SO封装。DFN和SOT-23封装的微功率LDO稳压器可承受高达100V的输入电压。

2.2 LDO稳压器特性及应用电路

2.2.1 LDO稳压器特性及技术参数

1.无输出电容器的LDO稳压器

（1）CS9201LDO稳压器

CS9201是美国安森美（Onsemi）公司推出的无须输出电容器的NOCAPTMLDO稳压器系列产品之一。CS9201采用8脚SO型封装，其中脚1和脚8分别为输出脚和输入脚，脚2、脚3、脚6和脚7接地，脚4、脚5未连接。CS9201的芯片电路组成框图及应用电路如图2-9所示。

CS9201是首款无须输出电容器的LDO稳压器IC，输出固定电压是5.0V±2%，输出电流为100mA，在100mA负载电流下的静态电流是450μA，满载下的输入与输出之间的压差低于600mV（在IOUT=100μA下的压差低于150mV）。CS9201具有完善的故障保持功能，其中包括74V的峰值瞬态电压保护、15V的反向电压保护、200mA的电流限制保护、125℃的热关闭保护和32V（典型值）的输入过电压保护。

（2）SA57000-XXLDO稳压器

SA57000-XX是飞利浦公司近期推出的低噪声、超低压差、无输出电容器的LDO稳压器。SA57000-XXLDO芯片采用5脚SOT23型封装，其引脚排列及应用电路如图2-10所示。SA57000-XX的脚1为输入脚，脚5为输出脚，脚2是接地端，脚3是接通输入端，脚4是电源OK指示器输出端。当给脚3施加逻辑高电平时，LDO稳压器接通；当给该脚施加逻辑低电平时，LDO稳压器关闭，此时静态电流仅约50nA。芯片内置温度传感器，在127℃时热告警，在结温达到144℃时则热关闭。同时，当输出降至正常值的6%以下时，脱扣自动关闭。芯片内置低通滤波器，无须输出旁路电容器。

SA57000-XX的后缀“XX”包括25、28、30、33和36，分别代表预设定输出电压为2.5V、2.8V、3.0V、3.3V和3.6V。5种LDO稳压器的输出电流容量为150mA，在50mA输出电流下的压差低至55mV，输出噪声电压典型值为30μVrms，输出电压精度为±2%。

2.有微输出电容器的LDO稳压器

新一代LDO稳压器除部分无输出电容器外，其他器件几乎全部都是有输出电容器（μCap或MicroCap）的LDO稳压器。这些μCapLDO稳压器的输出电压为1.5～6V，额定输出电流为50mA～1A。其中，有些LDO稳压器采用双极工艺制造，有些LDO稳压器采用CMOS或DMOS工艺生产。大多数LDO稳压器的输出电压是固定的，也有少部分LDO稳压器的输出电压可由外部电阻分压器设定。目前，低功率μCapLDO稳压器大多可以使用任何类型的低等效串联电阻（ESR）小容量输出电容器，其中包括1μF的陶瓷电容器。可以使用任何类型输出电容器的LDO稳压器，被称作AnyCapLDO稳压器。例如，美国模拟器件（AnalogDevices）公司生产的高精度（±1.8%）、超低静态电流、300mA的ADP333系列1.5～5V的LDO稳压器，就是AnyCapLDO稳压器。

μCapCMOSLDO稳压器有许多系列品种。Microchip公司生产的采用5脚SOT23型封装的TC2054/TC2055/TC2186和TC2014/TC2015/TC2185，就是输出电流分别为50mA、100mA和150mA的CMOSLDO稳压器。采用3脚SOT-223型和3脚DDPAK型封装的800mA的TC2117型LDO稳压器，也是一种高精度（±0.5%）CMOS器件。

美国Micrel公司生产的μCap、CMOSLDO稳压器系列的品种非常齐全，单是输出电流为150mA的μCapCMOSLDO稳压器就有MIC5245、MIC5255和MIC5256三个系列，就有24个品种。MIC5248也是150mA的μCap、CMOSLDO稳压器，它采用5脚SOT23型封装，其内部结构及应用电路如图2-11所示。

MIC5248的输入电压范围为2.7～6V，输出电压是1.2V，输出额定电流是150mA，满载下的压差为135mV，热关闭温度是150℃（有10℃滞后），电流限制值是350mA。MIC5248的EN引脚为TTL逻辑控制使能（赋能）输入。当在该脚输入高电平逻辑电压（≥1.6V）时，LDO稳压器进入工作状态；当在该脚输入低电平逻辑电压（≤0.4V）时，LDO稳压器关闭。LDO稳压器的PG引脚为电源好指示输出，门限范围为 VOUT的89.5%～96.5%。

传统输出电流为1A的LDO稳压器（如AN80P33RSP），至少需要33μF的大容量输出电容器，而且输入与输出之间的压差大于0.3V。新型1A的LDO稳压器（如MAX8869和REG104）的压差低至0.2V，仅需用1μF的输出电容器。

REG104系列LDO稳压器是德州仪器公司生产的器件，采用5脚DDPAK型和5脚SOT223型封装，其引脚排列如图2-12所示。这种1A的DMOSLDO稳压器包括5种固定输出（2.5～5.0V）和可调输出，图2-13所示为其内部结构框图（R1与R2在固定输出器件中内置于芯片中）。

REG104系列LDO稳压器在3.3V和1A的输出电流上，压差典型值是230mV，输出噪声电压低至33μVrms，输出电压精度＜±2%，仅需用1μF的输出电容器，具有快速瞬态响应和热保护等特点。

REG104固定电压输出的应用电路如图2-14所示。输出电压分2.5V、2.7V、3.0V、3.3V和5.0V5种类型，输出额定电流均为1A。REG104的Enable引脚与标准TTL-CMOS电平兼容。当该脚为有源高电平时，稳压器工作；当该脚输入低于0.5V时，稳压器截止，接地脚电流降至0.5μA（典型值）；当该脚不用时，可将其连接到VIN脚。

REG104LDO稳压器的输出电压可调电路如图2-15所示。稳压器的输出电压由脚Adj和外部的R1与R2分压比决定，不同输出电压VOUT下R1与R2的取值见表2-3。

输出1A电流的LDO稳压器，主要用于电信硬件设备、便携式通信装置、网络设备、移动电话基站、PC和笔记本电脑等领域。

3.IMP37低功耗LDO稳压器

IMP37低功耗LDO稳压器的功能方框图如图2-16所示。IMP37的应用领域有：蜂窝电话；寻呼机，手机；PCMCIA卡；手持终端；测试与测量；掌上设备；线性稳压器后级调整；USB插座；电池充电器；路由器，ISDN/DSL调制器和视频卡；医疗仪器；其他电池供电设备。IMP37低功耗LDO稳压器的基本参数见表2-4。

4.NCP562LDO稳压器

NCP系列固定输出LDO稳压器适用于要求低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用系统。该系列LDO稳压器具有2.5μA的超低静态电流。每个LDO稳压器包括一个电压基准、一个误差放大器、一个PMOS功率晶体管、设定输出电压的电阻、限流和限温保护电路，还提供一个用于ON/OFF控制的使能引脚。

NCP562LDO稳压器使用低成本陶瓷电容，最小输出电容要求为0.1μF。NCP562LDO稳压器采用超小型SC82-AB表面贴装封装，标准电压为1.5、1.8、2.5、2.7、2.8、3.0、3.3和5.0V，其他电压以每步100mV调整；输出电压精度为 ±2.0%，工作温度范围为-40～85℃。

NCP562LDO稳压器的主要应用领域有电池供电仪器、手持仪器、便携式摄像机、照相机。NCP562LDO稳压器的引脚排列如图2-17所示，NCP562LDO稳压器的典型应用电路如图2-18所示。NCP562LDO稳压器的技术参数见表2-5。

5.TC5X固定输出LDO稳压器

TC5XLDO稳压器是Telcom公司推出的输出电压挡位划分较细的固定输出稳压器，挡位以0.1V步进。TC5XLDO稳压器的具体功能配置见表2-6。

TC5XLDO稳压器的各型号引脚排列如图2-19所示。TC5XLDO稳压器的应用领域有电池及太阳能供电设备、照相机、便携视频设备、传呼机、移动电话、手持仪器、高效率线性稳压器、SMPS的后端调节器、掌上电脑等。

表2-7所示为Telcom公司推出的其他系列的固定电压输出稳压器，这些系列都具有各种辅助功能。

TC系列LDO稳压器的各型号引脚排列如图2-20所示。TC系列LDO稳压器的应用领域有电池供电设备、便携计算机、医疗设备、仪器仪表、移动电话、传呼机、SMPS的线性后端调节器等。

TC1188/1189LDO稳压器的应用领域有移动电话、PCMCIA卡、调制解调器、手持设备、掌上电脑、电子记事本等。

TC1264/1265/1268系列LDO稳压器具有固定电压输出功能，主要用于电池供电设备、便携计算机、医疗设备、仪器仪表、移动电话、传呼机、SMPS的线性后端调节器、RAMBUS存储器模块、数码相机等。TC系列LDO稳压器与其他系列LDO稳压器的互换见表2-8、表2-9。

6.TCX可调节输出LDO稳压器

Telcom公司的可调节输出LDO稳压器利用分压电阻进行输出电压的调节，其输出电压范围为VREF～（VIN-0.05V），TCX可调节输出LDO稳压器现有型号的技术参数见表2-10。

TCX可调节输出LDO稳压器各型号的引脚排列如图2-21所示。TCX可调节输出LDO稳压器的应用领域有电池供电设备、便携计算机、医疗设备、仪器仪表、移动电话、传呼机、SMPS的线性后端调节器等。TCX可调节输出LDO稳压器与其他系列可调节输出LDO稳压器的互换见表2-11。

7.TCX特殊功能LDO稳压器

TCX特殊功能LDO稳压器可以分为PCI管理及双路输出等系列，TCX特殊功能LDO稳压器现有型号的技术参数见表2-12。

TCX特殊功能LDO稳压器各型号的引脚排列如图2-22所示。TC1266/1267系列特殊功能LDO稳压器具有PCI电源管理功能，主要用于PCMCIA卡、PCI卡、网络接口卡、基于CardbusTM技术的产品、桌面电脑等。

TC1305/1306系列特殊功能LDO稳压器为双路电压输出，主要用于电池供电设备、便携计算机、医疗设备、仪器仪表、移动电话、传呼机、SMPS的线性后端调节器等。TCX特殊功能LDO稳压器与其他系列特殊功能LDO稳压器的互换见表2-13。

8.S-812CLDO稳压器

S-812C系列LDO稳压器是一种采用CMOS工艺研制的高工作电压的电源稳压器，16V的最大工作电压使S-812C系列LDO稳压器适合某些高电压的应用领域，并具有低功耗、电源关闭功能和短路电流保护功能。

（1）S-812CLDO稳压器的技术特性

①低功耗。工作电流：典型值1.0μA，最大值1.8μA（3.0V）。

②输出电压：2.0～6.0V（0.1V每挡）。

③输出电压精度：±2.0%。

④输出电流：50mA（输出3.0V，VIN=5V）；75mA（输出5.0V，VIN=7V），当输出电流比较大时应当考虑封装的散热。

⑤低压差：典型值120mV（VOUT=5.0V，IOUT=10mA）。

⑥电源关闭功能：可以选择电源关闭开关的极性或不含电源关闭功能。

⑦短路电流保护：可以选择是否带有短路电流保护功能。

⑧短路电流：对于带有短路保护的产品，其典型值为40mA。

（2）S-812CLDO稳压器的应用领域

S-812CLDO稳压器的应用领域有电池供电装置的电源、个人通信设备的电源、家用电气设备的电源。S-812CLDO稳压器的封装形式和引脚排列见表2-14。

9.S-818系列LDO稳压器

S-818系列LDO稳压器是一种采用CMOS工艺制造的稳压器，这种稳压器具有低压差、高输出电压精度和低功耗等特点。内置低导通电阻的晶体管可提供低的压差和大的输出电流。输出电容使用不小于2μF的陶瓷电容。电源关闭电路保证电池有较长的寿命。该系列稳压器中的SOT-23-5小型封装形式可应用于通信移动设备，SOT-89-5封装形式可应用于需要大输出电流的电子设备。

（1）S-818LDO稳压器的技术特性

①低功耗：在工作时，其典型值为30μA，最大值为40μA；在电源关闭时，其典型值为100nA，最大值为500nA。

②输出电压：2.0～6.0V（每挡0.1V）。

③输出电压精度：±2.0%。

④输出漏电流：200mA（输出3.0V产品，VIN=4V），当输出电流比较大时应考虑封装的散热；300mA（输出5.0V产品，VIN=6V），当输出电流比较大时应考虑封装的散热。

⑤低压差：典型值为170mV（输出5.0V产品，IOUT=60mA），输出电容可以使用不小于2μF的陶瓷电容。

⑥内置电源关闭电路。

⑦采用SOT-23-5、SOT-89-5小封装形式。

（2）S-818LDO稳压器的应用领域

S-818LDO稳压器主要应用于电池供电装置的电源、个人通信装置的电源、家用电子/电子仪器的电源。S-818LDO稳压器的封装形式和引脚排列见表2-15。

10.SPX2920可关断LDO稳压器

Sipex公司生产的SPX2920可关断LDO稳压器可用于诸如无线电话、无线电控制系统和便携电脑等电池供电的设备中。SPX2920可关断LDO稳压器具有很低的静态电流和压差。由于具有极小的启动调节率（最大为1%）和极低的温度系数，所以SPX2920可关断LDO稳压器可以作为极好的低电压参考源。

SPX2920可关断LDO稳压器的错误指示输出特性，用于在上电复位时由于电池电压下降而造成输出电压下降时报警。逻辑关断输入端则便于控制稳压器的开和关。SPX2920可关断LDO稳压器提供3脚的TO-220封装、SO8（与SPX2951相同）、SOT-223、表贴安装和TO-263封装。可关断LDO稳压器的输出电压可通过引脚设置为3.3V/5.0V，或者通过外部电阻调节其输出为1.24～20V。

（1）SPX2920可关断LDO稳压器的技术特性

①3.3V/5.0V输出时可提供400mA电流；

②超低静态电流；

③极低的压差；

④具有极好的带负载的能力和线路调整率；

⑤非常低的温度系数；

⑥过流和过热保护功能；

⑦具有输出异常报警功能（SO8）；

⑧逻辑控制输出关断功能；

⑨1.24～20V输出电压可调；

⑩与MIC2920A和MIC2901LDO稳压器兼容。

（2）SPX2920可关断LDO稳压器的典型应用电路

SPX2920可关断LDO稳压器的典型应用电路如图2-23所示。

11.MAX1598低噪声LDO稳压器

MAX1598低噪声LDO稳压器工作在2.5～6.5V的输入条件下，可输出高达200mA的电流。其典型输出噪声为30μVrms，输出电流为200mA时压差仅236mV（典型值）。输出电压可预置在2.5～5V，级差为100mV。

内置P沟道MOSFET调整管，MAX1598LDO稳压器保持100μA的低工作电流，不受负载电流和压差的影响。MAX1598LDO稳压器采用5引脚SOT23封装。

（1）MAX1598LDO稳压器的技术特性

①200mA输出电流；

②低输出噪声为30μVrms；

③50mA输出电流时压差仅55mV；

④低至85μA的空载工作电流；

⑤低至100μA的工作电流（即使在电压跌落时）；

⑥具有热过载和短路保护功能、电池反接保护功能、输出电流限制功能；

⑦可预置输出电压；

⑧10nA逻辑控制关断功能。

（2）MAX1598LDO稳压器的应用电路

MAX1598LDO稳压器的应用领域有：蜂窝、无绳和PCS电话，电子规划器，手持式仪表（PDA、掌上电脑），调制解调器，PCMCIA卡。MAX1598LDO稳压器的典型应用电路如图2-24所示。

12.MSK5101系列大电流LDO稳压器

（1）MSK5101系列LDO稳压器的主要技术特性

MSK5101系列LDO稳压器是美国MSKennedy公司研制的一种新型、大电流、低功耗的LDO稳压器，它有3.3V、5V、12V和可调输出。输出晶体管采用单片工艺制造的超级PNP管，所以该系列型号的输入、输出电压差很小。

当MSK5101LDO稳压器的输出电流为1.5A时，其压差只有350mV，因而其效率很高，功耗较低，且输出电压精度可确保±1%。此外，该系列稳压器也具有TTL/CMOS兼容的ON/OFF使能脚及故障信号输出脚。MSK5101LDO稳压器采用可有效利用空间的10脚功率型SOIC封装，并且外壳上带有散热器铜接头。

MSK5101LDO稳压器的外形为尺寸为6.35mm×6.35mm×2.08mm，所以在很多有体积和质量限制的大功率稳压器应用中，该系列稳压器有很高的性价比。因此，可广泛应用于高效线性稳压器、恒压/恒流调节器、系统功率源、开关电源输出稳压器及电池供电等设备。

MSK5101LDO稳压器采用开路集电极误差信号输出方式，带有TTL电平使能脚；可零电流关断，带有电源反接保护和负载短路保护功能，接地端电流只有22mA（满载时）。

（2）MSK5101系列LDO稳压器的主要参数

MSK5101LDO稳压器的主要电气性能参数见表2-16。

（3）MSK5101系列LDO稳压器的应用

①稳压器保护。MSK5101系列LDO稳压器具有输入电源极性反接、过电流、超温（Pd过大）和瞬态电压尖峰达到60V等各种保护功能，若将该稳压器用于负载接负电源的双电源中，则输出电压必须采用二极管钳位到地。

②输出电容。在输出端与接地端之间接入一只滤波电容可以减小MSK5101系列LDO稳压器的输出电压纹波，该电容的最佳容量取决于应用情况，但至少应在10μF以上，也可在负载两端直接接入一只电容器来改善负载的瞬态响应能力。

③负载连接。在实际应用中，当稳压器负载电流很大时，负载的接法非常重要。为了不影响负载调整率，MSK5101系列LDO稳压器的输出到负载之间连线的阻抗必须非常小，因为该阻抗可与负载组成分压器。为了保持稳压，MSK5101系列LDO稳压器的最小负载电流应为10mA。

④使能引脚。MSK5101系列LDO稳压器有一个与TTL信号兼容的使能（ENABLE）引脚，当该脚为TTL高电平时，内部偏压电路工作，并使稳压器电源接通；而当该脚为TTL低电平时，内部控制器关断，此时流入该器件的静态电流只有5μA。如果不需要使能功能，则使能引脚可接到输入脚。

⑤故障信号输出脚。MSK5101系列LDO稳压器中所有固定输出电压的稳压器产品都有一个故障信号输出脚。因为故障信号输出脚内为开路集电极输出电路，所以该脚电压可以上升到3～26V之间的任意值。这种特性允许该脚与任意逻辑电平接口。当信号比较器检测到“不稳压”状态时，该脚输出有效低电平（典型电压为0.22V）。MSK5101LDO稳压器的故障信号状态包括输入电压过低、超温关断和输出限流等。实际上，当输入电压瞬态过高时，故障信号输出脚也将输出高电平。

⑥散热器选择。采用对流散热时应按式（2-4）选择MSK5101系列LDO稳压器所需的散热器：

式中，TJ为结温；Pd为总功耗；Rθjc为接到外壳的热阻；Rθcs为外壳到散热器的热阻；Rθsa为散热器到环境的热阻；Ta为环境温度。

设计时，可首先按式（2-5）计算出功耗P：

然后，再选择最高结温。一般，最高允许结温为125℃。为了计算所需散热器到环境的热阻，应将上述结温的表示式整理为

根据上述各式给出的一个散热器选择的实例，若MSK5101-3.3型稳压器的输入VIN为+5V，输出 VOUT为 +3.3V，连续直流电流 IOUT为1A，环境温度为 +25℃，最高结温为125℃，Rθjc为5℃/W，Rθsa为0.5℃/W，则

P=（5V-3.3V）×1A=1.7W

Rθsa=[（125℃-25℃）/1.7W] -5℃/W-0.5℃/W=53.32℃/W

因此，在该例中，为了保证结温不超过125℃，应选用热阻小于53℃/W的散热器。

⑦ MSK5101-00LDO稳压器的输出电压调整电路。MSK5101-00LDO稳压器是一种输出电压可调的高性能稳压器。用它设计的输出电压调整电路如图2-25所示。图中，串联电阻R1和R2应根据所需通过的最小稳压器的输出电流（10mA）来选择。

MSK5101系列LDO稳压器是一种高导热器件，外壳散热器到内部PN结的导热通路非常短。该器件焊到电路板上时，应当采用标准的表面贴装技术。在大功率应用中，印制电路板上应开一个导热孔，以便外壳上的散热器能将热量传导到外接散热器上。外接散热器必须接地，因为MSK5101LDO稳压器的地板面是接地的，在设计印制电路板时，印制电路板上的布线不能与器件的地板面相连。

13.SPX1117LDO稳压器

SPX1117LDO稳压器为一个低功耗正向电压调节器，可以用在一些高效率、小封装的低功耗设计中。这款器件非常适合便携式电脑及电池供电的应用。SPX1117LDO稳压器有很低的静态电流，在满负载时其压差仅为1.1V。当输出电流减少时，静态电流随负载变化，并提高效率。SPX1117LDO稳压器可调节的输出电压有1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V及5V。

SPX1117LDO稳压器提供多种3引脚封装：SOT-223，TO-252，TO-220及TO-263（现已提供无铅封装）。一个10μF的输出电容可有效地保证稳定性，然而在大多数应用中，仅需一个更小的2.2μF的电容。

SPX1117LDO稳压器：稳定输出电流为0.8A；稳定峰值电流为1A；0.1%线性调整率和0.2%负载调整率；具有过流及温度保护。

SPX1117LDO稳压器的应用领域有PC桌面服务器、SCSI-II有源终端、便携式/手持式/笔记本电脑、无线电话、充电设备、磁盘驱动器、便携式消费类电子、便携式仪器、SMPS后置调节器。

SPX1117LDO稳压器的功能框图如图2-26所示。SPX1117LDO稳压器的技术规格见表2-17。

14.XC6204高速LDO稳压器

XC6204是以CMOS工艺制造的高精度、低噪声LDO稳压器。这一系列的稳压器内置固定的参考电压源、误差修正电路、限流电路、相位补偿电路及低内阻的MOSFET，达到高纹波抑制、低输出噪声、低压差的性能。

XC6204高速LDO稳压器兼容体积比钽电容更小的陶瓷电容，而且无须使用0.1μF的By-pass电容，更能节省空间。其极佳的高速响应特性能应付负载电流的波动，所以特别适合手持及射频产品。通过控制芯片上的CE脚可将输出关断，关断后的功耗在0.1μA以下。XC6204高速LDO稳压器有SOT-25、SOT-89-5及更小更薄的USP-6B的封装，适合于不同的需要。

（1）XC6204高速LDO稳压器的技术特点

①输出电流：150mA（300mA限流）；

②低压差：200mV（100mA）；

③输出电压：1.8～6.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：70μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：70dB（10kHz）；

⑧低输出噪声：30μVrms；

⑨工作温度范围：-40～+85℃。

（2）XC6204高速LDO稳压器的应用领域

XC6204高速LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6204高速LDO稳压器的一般应用电路如图2-27所示。

15.XC6401LDO稳压器

（1）XC6401LDO稳压器的技术特点

①单一封装，双路输出；两路独立工作，互不影响；输出电流每路＞150mA；

②低压差：100mV（100mA）；

③输出电压：0.8～5.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：70dB（1kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6401LDO稳压器的应用领域

XC6401LDO稳压器的应用领域有手机、小灵通、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6401LDO稳压器的一般应用电路如图2-28所示。

16.XC6209LDO稳压器

（1）XC6209LDO稳压器的技术特点

①输出电流：200mA（300mA限流）；

②低压差：200mV、100mA；

③输出电压：0.9～6.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：70dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6209LDO稳压器的应用领域

XC6209LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6209LDO稳压器的一般应用电路如图2-29所示。

17.XC6209FLDO稳压器

（1）XC6209FLDO稳压器的技术特点

①输出电流：300mA（380mA限流）；

②低压差：200mV、100mA；

③输出电压：0.9～6.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：70dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6209FLDO稳压器的应用领域

XC6209FLDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6209FLDO稳压器的一般应用电路如图2-30所示。

18.XC6211LDO稳压器

（1）XC6211LDO稳压器的技术特点

①输出电流：240mA（300mA限流）；

②低压差：200mV、100mA；

③输出电压：0.9～6.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：65dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6211LDO稳压器的应用领域

XC6211LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6211LDO稳压器的一般应用电路如图2-31所示。

19.XC6212LDO稳压器

（1）XC6212LDO稳压器的技术特点

①输出电流：150mA（300mA限流）；

②低压差：200mV、100mA；

③输出电压：0.9～6.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：70dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6212LDO稳压器的应用领域

XC6212LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6212LDO稳压器的一般应用电路如图2-32所示。

20.XC6213LDO稳压器

（1）XC6213LDO稳压器的技术特点

①输出电流：150mA；

②低压差：400mV（100mA）；

③输出电压：1.8～5.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：35μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：60dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6213LDO稳压器的应用领域

XC6213LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6213LDO稳压器的一般应用电路如图2-33所示。

21.XC6219LDO稳压器

（1）XC6219LDO稳压器的技术特点

①输出电流：240mA（300mA限流）；

②低压差：200mV、100mA；

③输出电压：0.9～5.0V（出厂设定）；

④输出电压精度：±2%；

⑤低功耗：25μA；

⑥关断功耗：＜0.1μA；

⑦高纹波抑制：65dB（10kHz）；

⑧工作温度范围：-40～+85℃；

⑨兼容陶瓷电容。

（2）XC6219LDO稳压器的应用领域

XC6219LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、照相机、蓝牙及其他射频产品。XC6219LDO稳压器的一般应用电路如图2-34所示。

22.XC6402LDO稳压器

（1）XC6402LDO稳压器的技术特点

①具有电压检测功能；

②输出电流：＞700mA（800mA限流）；

③超低压差：50mV、100mA；

④输出电压：0.8～5.0V（出厂设定）；

⑤检测电压：0.8～5.0V（出厂设定）；

⑥输出电压精度：±2%；

⑦低功耗：35μA；

⑧高纹波抑制：60dB（1kHz）；

⑨工作温度范围：-40～+85℃；

⑩兼容陶瓷电容。

（2）XC6402LDO稳压器的应用领域

XC6402LDO稳压器的应用领域有手机、无绳电话、光驱、DVD驱、硬盘、摄像机及其他电池操作的产品。XC6402LDO稳压器的一般应用电路如图2-35所示。

23.LT3014高压、微功率LDO稳压器

LT3014是凌特公司（LinearTechnology）推出的可提供20mA输出电流的高压、微功率LDO稳压器，该器件在3～80V的输入电压范围内可持续可靠地工作，可以在350mV的低压差下产生1.22～60V的输出电压，非常适用于汽车、48V电信备份电源和工业控制应用。7μA（工作时）和1μA（关机状态）的超低静态电流使该器件成为要求最长工作时间并由电池供电的存储器“保持有效”系统的极好选择。LT3014HV版本可耐受持续2ms的100V输入瞬态电压，是电信和汽车应用的理想选择。

LT3014LDO稳压器可提供一个极紧凑和耐热的有效解决方案。该器件的小型扁平8引脚（0.75mm）3mm×3mmDFN和5引脚ThinSOTTM封装使其成为业界最小的100VLDO稳压器。

LT3014LDO稳压器采用非常纤巧和低成本的0.47μF陶瓷输出电容器，并无须任何串联电阻。LT3014LDO稳压器内部电路包括电池反向保护、限流、热限制和反向电流保护功能。LT3014LDO稳压器的应用电路如图2-36所示。

（1）LT3014LDO稳压器的技术特点

①3～80V输入电压范围。

②超低静态电流：仅7μA。

③低压差：350mV。

④输出电流：20mA。

⑤可承受100V输入瞬态电压（仅LT3014HV）。

⑥无须保护二极管。

⑦1.22～60V的可调输出。

（2）LT3014LDO稳压器的应用领域

LT3014LDO稳压器主要应用范围包括手机电话、寻呼机、个人数字助理（PDA）、手持仪器、掌上/膝上笔记本电脑、DPS/ASIC电源、电池充电器、开关电源（SMPS）后置线性稳压器、CD-ROM驱动器电源、LAN卡电源、多媒体与PC处理器电源、PCMCIA卡和电池供电设备等。

24.MAX667LDO稳压器

MAX667LDO稳压器是MAXIM公司生产的LDO稳压器，输出电流可达250mA。无负载时的典型静态电流为20μA，关断模式下的典型静态电流只有0.2μA。当输出电流为200mA时，其输入、输出压差典型值为150mV，最大压差为350mV。MAX667LDO稳压器有固定5V输出和可调节输出两种工作模式，输出电压可关断，输入电压范围为3.5～16.5V。MAX667LDO稳压器还具有欠压检测和电池电压不足检测的功能，可广泛应用于电池供电的便携式仪器、仪表。

（1）引脚定义及说明

MAX667LDO稳压器的引脚排列如图2-37 所示。MAX667LDO稳压器各引脚功能见表2-18。

（2）MAX667LDO稳压器应用电路

MAX667LDO稳压器具有可调节输出的应用电路，如图2-38所示。当对输出电压进行调整时，需要用两个电阻器（图2-38中的R1、R2）对输出电压进行分压，分压后的电压接到脚SET，此时输出电压为

正常情况下，由于脚SET的输入电流很小，最大时为10nA，所以R1、R2用较大阻值的电阻器也不会影响精度，R1的典型值为1MΩ，当电阻大于1MΩ时，印制电路板的漏电流可能会对输出产生影响。

当使用脚LBI对电池电压进行检测时，需要对输入电压进行分压（图2-38中的R3、R4），然后接到脚LBI。当VLBI＜1.22V时，脚LBO内部的场效应管对地导通，脚LBO将吸入电流到地；当VLBI＞1.22V时，脚LBO内部的场效应管截止，脚LBO为开路状态，因此脚LBO需要接1个上拉电阻器R5。与脚SET一样，当分压电阻大于1MΩ时，印制电路板的漏电流或电噪声可能会导致错误的输出。

当使用MAX667LDO稳压器的关断模式时，脚SHDN通常可以用TTL或CMOS逻辑电平进行控制，当SHDN为低电平时器件可以正常工作，当SHDN为高电平时器件的输出电压被关断，同时LBO和DD的输出也被关断，MAX667LDO稳压器的静态电流减小到1μA以下。关断模式一般在MAX667LDO稳压器给1个系统的部分功能电路供电，而这部分功能电路在某些情况下为了省电又需要关闭时才使用，如1个系统的传感器部分或显示器等。当不使用关断模式时，脚SHDN要接地。由于当脚SHDN上的电压大于1.5V时，输出就会被关断，所以脚SHDN上的控制信号除了可以用逻辑电平以外，还可以用电压进行控制，但要注意脚SHDN上的电压不能大于VIN+0.3V，否则将会损坏器件。

当使用供电电压不足警告输出脚DD时，需要接1个下拉电阻器R6，R6 的阻值一般取100kΩ。如果使用LBI对供电电池进行监视，那么只要用LBO输出就可以了，DD输出可以不用。DD不用时可以悬空。

对于输出滤波电容器COUT，一般情况下采用10μF的铝电解电容器，使用较大的电容器或钽电容器可以减小输出电压的纹波。在一些对电源质量要求较高的场合，COUT要求使用钽电容器。

例如，便携式测量仪器中使用6节1.5V的干电池供电，采用MAX667LDO稳压器的输出电压固定在+5V，因此SET接地；不采用关断模式，因此脚SHDN也接地；当单节干电池的电压在1.1V以下（即输入电压在6.6V以下）时，仪器给出电池电压不足的指示，这样，R3、R4应该满足等式：

6.6 ×R4/（R3 +R4）=1.22

根据该等式，选取R3 =330kΩ，R4 =75kΩ或R3 =300kΩ，R4 =68kΩ；脚LBO的上拉电阻器R5 =100kΩ，该信号作为开关量经输入端口送到Intel80C31微处理器中，这样，当单节干电池的电压不足1.1V时，仪器就能够检测到电池电压不足并给出指示，同时，在这种情况下仪器还可以继续工作一段时间；由于对电池电压不足进行了检测并给出了指示，因此输入电压不足警告信号就不再使用，脚DD悬空。

由于MAX667LDO稳压器采用CMOS工艺，主要用于电池供电系统的微功耗、低压差线性稳压器，所以在MAX667LDO稳压器的电压输入端可以不接入滤波电容器。当器件应用于非电池供电的系统时，其输入端需要一只较大的滤波电容器，输出端的滤波电容器也相应要大一些，以减小电源的纹波。

2.2.2 LDO稳压器的选择

当所设计的电路对分路电源有以下要求时：

①低噪声、高纹波抑制；

②占用PCB面积小，如手机等手持电子产品；

③电路电源不允许使用电感器，如手机；

④电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能；

⑤要求稳压器低压降，自身功耗低；

⑥要求线路成本低和方案简单。

选用LDO是最恰当的选择，同时可满足产品设计的各种要求。便携式电子设备所采用的电池电压范围见表2-19。

在确定LDO稳压器是否能够提供预期的输出电压时，需要考虑其压降。输入电压必须大于预期输出电压与特定压降之和，即VIN＞VOUT+VDROPOUT。负载需要的电流是选择LDO稳压器的依据，LDO稳压器的输出等于输入减去旁路元件（Passelement）的RDS（ON）乘以负载电流。

便携式电子设备应用LDO稳压器时存在空间限制，因此解决方案的外形尺寸是至关重要的。裸片可以最小化尺寸，但是缺乏封装的诸多优势，如保护、行业标准及能够被现有装配结构采用等问题。芯片级封装（CSP）能在提供裸片的尺寸优势的同时还可以带来封装的许多优势。

在无线手持终端市场需求的推动下，CSP产品正不断推陈出新。例如，采用0.84mm× 1.348mmCSP的德州仪器生产的200mARFLDO稳压器，其采用可轻松装配的高板级可靠性技术。其他小型封装包括流行的3mm×3mmSOT-23、小型2.13mm×2.3mmSC-70，以及亚1mm高度封装（sub-1-mm-heightpackage）、ThinSOT及无引线四方扁平封装（QFN）。由于在下侧采用了能够在器件与PCB之间建立高效散热接触的散热垫，所以QFN可提供更好的散热特性。

为了延长电池的运行时间，需要选择相对于负载电流来说静态电流IQ较低的LDO稳压器。例如，考虑IQ只增加0.02%的微不足道的电池消耗，在100mA负载情况下，一般采用200μA的IQ比较合理。

另外，还需要注意的是，由于电池的放电特性，所以某些情况下压降会对电池寿命产生决定性的影响。由于碱性电池放电速度较慢，所以其电源电压在电压下降的情况下可以提供比NiMH电池更多的容量。必须在IQ和压降之间权衡，以便在电池寿命期间获得最大的容量，因此，较低的IQ并不能始终保证长电池寿命。需要注意IQ在双极拓扑中的表现，IQ不但随负载电流变化很大，而且在电压下降的情况下会有所增加。

典型LDO稳压器应用方案，需要增加外部输入和输出电容器。陶瓷电容器通常是首选，因为它们价格低而且故障模式是断路，相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。输出电容器的等效串联电阻（ESR）会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的ESR，大概为10mΩ量级，而钽电容器的ESR为100mΩ量级。另外，许多钽电容器的ESR随温度变化很大，会对LDO的性能产生不利影响。如果温度变化不大，而且电容器和接地之间串联适当的电阻（一般为200mΩ），则可以取代陶瓷电容器而使用钽电容器。LDO稳压器的选择树如图2-39所示。

2.2.3 低压差集成稳压器的应用

由于半导体制造工艺的原因，低电压器件的成本比传统5V器件更低，性能更优，加上多数器件的I/O脚可以兼容5V/3.3VTTL电平，可以直接使用在原有系统中，所以各大半导体公司都将3.3V、2.5V等低电压集成电路作为推广重点，如高端的DSP、PLD/FPGA产品已广泛采用3.3V、2.5V甚至1.8V、1.5V供电，加上多数器件引脚可以兼容5VTTL电平，所以5V/3.3V/2.5V混合供电系统将取代单一的5V供电系统。面对低电压芯片的广泛使用，获得3.3V、2.5V等低电压时通常可以采用三种方法。

线形稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片，基本上不需要外围元件。但是传统的线性稳压器，如78xx系列都要求输入电压要比输出电压高2～3V以上，否则不能正常工作，但是5～3.3V的电压差只有1.7V，所以78xx系列已经不能够满足3.3V或2.5V的电源设计要求。面对这类需求，许多电源芯片公司推出了LDO稳压器。这种电源芯片的压差只有1.3～0.2V，可以实现5V转3.3V/2.5V、3.3V转2.5V/1.8V等要求。

通常，小功率或对电源效率没有要求的时候，可以采用LDO稳压器，部分常见的高性能LDO稳压器（以LT公司为例）见表2-20。

LDO稳压器的应用电路十分方便、简单，工作时仅需要两个作输入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器，LDO稳压器的典型应用电路如图2-40所示。输入和输出电压的滤波电容器，应当选用宽范围的、低等效串联电阻（ESR）及低价陶瓷电容器，使LDO在零到满负荷的全部量程范围内稳压效果稳定。一些LDO稳压器有一个Bypass附加脚，由它连接一个小的电容器，可以进一步降低噪声。

图2-41所示为采用National的LMS1585ALDO稳压器的典型应用电路。LMS1585A系列有三种型号，分别为1.5V、3.3V和可调电压输出，最大输出电流均为5A。

TL750LxxLDO稳压器的应用电路如图2-42所示，与78xx的使用有较大的不同，78xx在使用中可以不需要任何外部器件，而TL750Lxx则必须要有输出电容。没有输出电容，则其输出端的电压为锯齿波形状，锯齿波的上沿随输入电压的变化而变化；加输出电容后，可以抑制上述现象。在采用TL750LxxLDO稳压器设计的应用电路时，输入电容可以不用，但输出电容则必须有，输出电容的容量范围为0.1～1μF。

在电路设计中，电容器的选择关系到设计产品的质量和成本，电容器的电容值、电介质材料类型、物理尺寸、等效串联电阻（ESR）等重要参数都是设计中所要考虑的。在LDO稳压器应用电路的设计中，陶瓷电容器是最好的选择，因为陶瓷电容器无极性和具有低的ESR，典型值＜100mW。电容器的ESR对输出纹波有重大影响，而ESR受电容器的类型、容量、电介质材料和外壳尺寸的影响，如常用的贴片电容器X7R电介质是最好的，但成本略高；X5R电介质较好，性能价格比适宜；而Y5V电介质较差，但成本较低。

LDO稳压器在PCB上的工艺布线十分重要，当工艺布线不良和靠近RF线时其降噪性能会受影响。滤波电容器汇入地节点选择不良时，由负载返回地的电流中，噪声和纹波都会增加。在通常的布线设计中常常遇到此类情况，如图2-43所示。如将此布线线路优化，则可将由负载返回地的电流中的噪声和纹波都降至最小，其优化设计如图2-44所示。理想的PCB布线设计是接地点尽可能的粗短和走捷径，走线一定要考虑各个器件间的干扰和辐射，器件的合理布局可有效地减少各个器件间的相互干扰和辐射。

新一代的LDO都是用CMOS工艺生产的，它和使用Bipolar工艺生产的LDO稳压器在功能上没有多大的区别，但静态电流、压降、噪声和成本等的内在性能有很大的提高。

2.2.4 便携式电子设备微处理器内核电源

典型的移动电话的结构如图2-45所示，图中构成系统的每一模块均须满足不同的要求。便携式电子设备所采用的电池大多已从NiMH发展到锂离子电池。个人数字助理（PDA）和数码相机（DSC），尤其是在成本较低的架构中，仍然采用碱性电池和NiMH电池。便携式电子产品中一般包含电池充电器，而充电器必须可以处理500～1500mA范围内的电流，以缩短充电周期。此外，该充电器必须在设备开机或关机时均能控制电池充电。人机界面处理用户发送或接收到的信息，振动马达需要使用稳压器，LED指示灯需要电流源驱动，触摸屏输入需要接口部分（ADC）等——这些功能提高了对电池的要求，但由于工作时间短，所以对电池的使用寿命没有显著影响。

射频（RF）部分是噪声最敏感的部分，要求使用具有卓越性能的LDO稳压器，这种稳压器具有高噪声抑制比及低输入、输出电压差，可在2.7～4.2V的工作范围内最大化单节锂离子电池的容量。在过去几年里，射频部分的功率要求逐步改进，工作电压从2.85/3V降到2.5V，总电流量在减少。射频部分的唯一例外情况就是发射功率放大器，通常直接由电池供电。射频部分的主要变化在于其上、下变频器从原来的模拟结构转换为数字结构；最大的改进是整合混合信号和数字逻辑，使现在的基带处理器包括一片DSP、一个微处理器/控制器，以及ADC和DAC控制RF和复合音频信号。为了配合这些变化，基带的DC电源从低电流LDO稳压器转为由中等电流LDO稳压器提供，LDO稳压器的工作电压也从原先的2.8～3.0V进一步减小，以支持处理器内核电压的下降。

LDO稳压器电路包含调整器件、误差放大器、反馈电路及电压参考，外接元件是输入和输出电容。LDO稳压器具有低噪声输出、高电源抑制、快速负载响应及低静态电流等特点。由于通过元件在线性模式下工作，无须完全开和关，因此该结构可实现低静态电流。LDO稳压器只能降低电压，而且当VIN和VOUT之间的压差增大时，其效率较低。

降压稳压器电路的内部电路包含高侧和低侧功率元件、误差放大器、反馈电路、振荡器、限流和热关断保护电路，以及各种逻辑功能，要求的外接元件包括输入和输出电容及电感器，其电容值一般为LDO稳压器电容值的10～20倍。开关稳压器的优点是效率高，通过正确的配置，可以降低电压；缺点是输出纹波较高，但这可以通过各种技术来控制。由于需要附加电路构成开关电路，且功率元件每个周期的开关都需要电能，所以开关稳压器的静态电流较高。这等于对MOSFET栅极电容进行完全充、放电，而在稳定状态下，LDO稳压器只对栅极电荷作很小的调整。另外，在既定的输出电流情况下，与LDO稳压器相比，功率晶体管处理的峰值开关电流更大。在输入、输出间压差增加时，使用PWM降压变换器的优势便更为突显。

CDMA20001x手机的普通基带处理器的负载要求范围为60～120mA。当前的亚微米数字处理结构，其微处理器内核要求1.5V或1.8V的供电电压，输入、输出缓冲器要求2.5～3.0V的电压。将来，数字处理器的体积会日渐趋小，内核电压将降到1V以下，而输入、输出环节电压仍保持在2.5V以上，以支持与模拟电路的连接。当电池电压为3.6V，即单节锂离子电池的通常工作电压时，开关稳压器的芯片电源效率比LDO的高一倍。只有在1.0V以下的基带处理器正常工作时，两者的效率差别才增大，原因在于锂离子和锂离子聚合物的化学性质将单节电池的电压固定在2.7～4.2V的范围内。降压变换器的主要缺点是，在轻载时（如手机待机时）静态电流较高，显著降低了电池的使用寿命。

只有研究降压稳压器的开关拓扑，才可以确定使用何种技术才能在系统要求的所有负载条件下提高效率。脉冲频率调制（PFM）高侧开关，具有恒定的开、关时间，而低侧开关时间为随机的，随反馈电压而变。脉宽调制（PWM）是以设定的频率控制高侧开关，通过改变接通时间进行稳压的。由于大约仅需驱动开关稳压器一半的静态电流即可开、关功率元件，且功率元件在PFM中的开关次数少于PWM模式，故PFM在低负载条件下，可以显著提高系统效率。PWM在中、高负载状态下具有高效率的优点。PFM模式的缺点之一是可能向系统注入随机噪声。由于频率成分随负载而变，所以很难对噪声进行过滤或屏蔽，以防其进入射频部分和PLL合成器的敏感电路。无线系统使用PWM方案，是因为噪声频谱基于振荡器的固定开关频率。

控制频率噪声的理想方法是使用外部时钟，直接与手机内基于系统时钟的内部TCXO同步。其频率由手机的对空接口决定，范围覆盖从CDMA通常使用的19.2MHz到GSM系统的13.0MHz或26.0MHz。使用从TCXO获得的时钟可以确保预测到频率噪声的功率谱。噪声在频谱中的分布，对于避免干扰系统的中频（IF）、射频（RF）及保持接收机的信噪比而言十分重要。把PWM和系统时钟同步，则很多关于使用开关稳压器的顾虑即可得到缓解。遗留下的问题就是如何提高轻载情况下的性能。

手机待机的总时间取决于人机接口和数据传输的活动。基带处理器的处理速度远高于通过人机接口的数据输入速度。在此延时过程中，处理器可以进入低功耗模式，以节约电池的电量。在手机工作期间，40%～90%的时间都处于低功率待机模式。由于待机模式期间的电流消耗量通常比正常工作模式期间的消耗量低1000倍，因此可以把典型的待机时间规定在300～400小时的范围内。由于电流消耗如此之低，所以采用极低静态电流的LDO稳压器可比采用PWM开关变换器方案有更高的效率。如果能结合LDO稳压器在低负载下的优点和PWM在中、高负载时的高效率优点，那么可以在整个负载范围内实现最大的电池使用寿命。

安森美半导体的混合方案NCP1501双模PWM/线性稳压器，能同时实现这些目标。在NCP1501的典型系统应用中，因NCP1501有一个SYNC引脚，故通过与系统时钟同步来控制频率噪声的位置。图2-46显示了在100μA～1mA范围内输入电流与输出负载间的关系。LDO稳压器和PWM模式的交接点出现在电流为350μA处，这相当于LDO稳压器在轻载时的高效情况。采用双模PWM/LDO变换器，需考虑其在两种模式之间的转换问题。如果模式的转换无法平稳进行，则将会在输出电压中产生很大的尖峰信号或者振荡。同时，误差放大器增益、参考电压的差别或者模式转换的滞后时间过长，也会引起不同的误差。NCP1501从LDO模式转换到PWM模式，检测转换到PWM模式之前的400kHz以上的5个时钟周期。在这5个时钟周期内，IC的PWM部分必须唤醒和稳定参考电压和电流，确保稳定过渡到PWM模式后，以PWM模式运行。SYNC波形的上升沿将PWM模式锁定。从PWM模式过渡到LDO模式时，SYNC检测电路等待3微秒，尝试检测SYNC输入的上升沿。如果没有检测到上升沿，那么LDO电路加电，控制高侧开关线性工作。该延迟可能使输出电压稍微降低，但很快即可恢复。

除了可以优化DC/DC变换器的总效率之外，由于功耗与电压的平方成正比，所以数字电路内核电压也可以进行动态变化，以加强便携式电子设备的灵活性。通过使用NCP1501的两条控制线，可以在1.0～1.8V中选择4个不同的电压。因此如果基带处理器能够支持动态电源管理，则器件就可以在软件的控制下降低或升高其内核电压。在低负载的情况下，这种有源电压管理可以进一步延长手机两次充电之间的工作时间。

便携式电子设备的电源管理随着新技术和新工艺而不断发展。近年来，更低电压芯片的出现使基带设计离开LDO稳压器而采用降压稳压器，以增加电池一次充电后的使用时间。目前，人们正致力于研究通过有源电源管理，加上专用的待机模式方案，来降低待机能耗，减小静态电流。电源IC要能够在设计出更灵活的选择工作模式和输出电压后，实现最优系统配置，使效率最大化。