LDO基本原理

LDO是Low Dropout Regulator的缩写，意思是低压差线性稳压器。低压差 是指输入电压-输出电压的值比较低。传统的线性稳压器压差高达2V，而LDO的压差只有几百mV。线性 是指PMOS基本处于线性工作状态（传统的线性稳压器是PNP原理，也工作在线性放大状态）。

稳压器 是指在正常的VIN范围内，输出VOUT都稳定在一个固定值，这个固定值就是我们想要的电压值。比如VIN是电池电压3~4.4V，VOUT始终保持2.7V输出。

下图是一个简单的LDO原理框图：

LDO是一个负反馈系统，当VOUT增大，R2上电压增大，放大器输出电压增大，PMOS的VGS电压减小，这样PMOS输出电流减小，电压也减小。所有的LDO都是同样的负反馈原理。我们经常拿LDO与DCDC做对比，两者的原理差别很大，特性也不一样：LDO简单，功率小，效率低，噪声非常低。DCDC复杂，功率大，效率高，噪声也很高。重点说明一下，LDO有非常好的噪声隔离作用，具体指标是PSRR，它表示输出噪声对输入噪声的比值。在一些对噪声敏感的电路中，如ADC，DAC，Camera sensor模拟电压等，必须选择LDO，而且是高PSRR的LDO，而不是DCDC。下文解释一些LDO的关键技术指标。

LDO关键参数的理解

以TOSHIBA的TCR3DG系列LDO为例，解释一下LOD的各项参数指标。这个系列的LDO在手机行业应用非常多。2.1压差（Drop-out Voltage）压差是指保证VOUT输出电压、电流情况下，VIN与VOUT的最小电压差。这个压差可以理解为LDO输出电流在PMOS上的压降。PMOS有导通电阻，假设VIN=3.4V，VOUT=3.2V，输出电流300mA，则可以推算出PMOS的内阻是

LDO工作必须满足压差要求，但压差不是一个固定值，它与IOUT大小有关。下图是一个VOUT=1V的LDO的输出电流与压差要求的关系曲线，可见输出电流越小，对压差要求也越小。压差越小，LDO的效率越高。所以尽量不要让LDO工作在接近极限的大电流状态，否则效率很低，LDO发热严重，容易烧毁。

2.2效率LDO效率定义如下：

其实IOUT和IIN基本是相等的，因为IIN就比IOUT多了个IGND，这个电流非常小，几乎可以忽略。所以效率公式简化如下。

可以简单把LDO看做是一个稳压管，压差越小，LDO的效率越高。2.3静态电流（IQ）静态电流Quiescent Current是外部负载电流为0时，LDO内部电路供电所需的电流。内部电路包括带隙基准电压源、误差放大器、输出分压器以及过流和过温检测电路。这个电流经过从LDO的GND流出。

静态电流受温度和输入电压影响较大，高性能的ADI品牌LDO可能做到静态电流对温度电压不敏感。下面两幅图是一个普通的LDO静态电流随VIN和温度变化的曲线。常温下静态电流一般在uA和nA级别。

当输出电流增大时，这个时候的静态电流IQ，我们称期为IGND，某些大功率的LDO，IGND也到了mA的级别：

大部分LDO的IQ很小，它是衡量LDO在低负载情况下的自身消耗的一个重要指标，IQ越小越好。在消费类电子领域，低IQ有利于更长的续航时间，低IQ值显得尤为重要。2.4关断电流LDO的输出使能管脚ENn拉低后，VOUT=0V，此时VIN上消耗的电流就是关断电流IQ（OFF）。关断电流最高不会超过几个uA。

2.5负载瞬态响应

负载电流IOUT阶跃变化时，输出电压VOUT的变化率。它与输出端的电容值，电容的ESR，LDO控制环路的增益带宽以及负载电流变化的大小和速率有关。文章开头已经讲了，LDO是一个负反馈回路，其相位裕量越大，负载的瞬态响应越好。

原文链接：https://blog.csdn.net/AirCity123/article/details/104213243

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