南京观海微电子----LDO介绍

一、LDO简介

1.1工作原理

LDO 的结构是一个微型的片上系统，它由电流主通道的、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、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器、POK MOSFET 等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成的。

LDO 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。

即 Voltage Control 获取 Vref 的电压跟内部参考电压比较，根据比较结果控制电流源，即调整 RDS 的大小。

LDO 是一个步降型的 DC/DC 转换器因此 Vin >Vout。

1.2 LDO的构成

在下图的结构中，电容

是为了给输入的基准电压信号提供交流信号部分泄放回路。

这个过程也叫：过滤、耦合。

1.3 LDO的符号

常用的 LDO 中，以3、4、5 Pin为多。

封装则种类繁多，从一毫米平方的大小，到 TO-220 封装都有，主要取决于 LDO 的输出功率及器件本身的功耗。

1.4 LDO Pin 脚及相关功能

INPUT 电源输入端
OUTPUT 电源输出端
GND 接地端
EN 使能端，以开关LDO
BP 旁路电容端。以降低噪声，提高 LDO 的 PSRR
FP ADJ LDO反馈取样端

1.5 LDO常用参数简介

（1）

：Input Voltage

（2）

：Output Voltage

（3）Output Voltage Accuracy

（4）

：Maximum Output Current

（5）

：Current Limit

（6）

：Ground Pin Current

（7）

：Dropout Voltage 电压差，压差越大效率越小。

（8）

：Line Regulation

（9）

：Load Regulation

（10）

：Output Voltage Noise

（11）PSRR：Power Supply Rejection Ratio

（12）

：Shutdown Supply Current

二、LDO应用相关

2.1周边器件的选择

周边器件有：电容的选择:数值大小影响做噪和响应速度，ESR（电容串联等效电阻，越小纹波越小）影响电源系统的稳定性
电阻的选择:数值大小影响输出电压的准确性

2.2布线对性能的影响

下图原理图中虚线是电流的回流路径。在布线中要注意一下几点：

（1）一点接地

在原理图（上）中，电容分别接地，还经过了电阻，滤波效果不是最佳；

在原理图（下）中，电容全部直接一点接入地下，滤波效果最佳。

这就是单点接地，教育完成了闭环。

（2）去耦支路，尽可能短。

前后两头都尽量的短。从芯片出来尽量短，回流到地也尽量短。

（3）大电流线，尽可能短

（4）做好散热设计

原理图

下图是 PCB 示意图，较好的LDO PCB设计实例---1点接地。

图1的PCB布线较好，图2的较差。

PCB

2.3电容的选择

（1）典型 LDO 均需增加外部输入和输出电容器。

（2）部分 LDO 尚需 Reference-Noise Bypass 电容及补偿电容。

（3）常选用：

陶瓷电容

优点:低价，低ESR，小尺寸;
不足:失效模式为短路。

铝电解

优点:可自愈，低价;
不足:体积大，老化率高。

钽电容

优点:体积小，等效并联电阻高;
不足:自燃，有极性。

薄膜电容,宜作补偿电容用

优点:温度稳定性好;
不足:较贵，体积大。

2.4外部电路对LDO工作的影响

（1）输入端

电源内阻不宜过大（压降）

引线不宜过长过细

（2）输出端

不适当的负载(如大电容、过大负载、非线性负载等)

不适当的连接(如并联输出)

（3）BP端

根据电路需求选择合适的值

2.5案例

SOT23封装的 LDO 的实际电路如下图所示。图中，

= 5V ，

=1.8V

故可知：

热功率

2.6线性电源和开关电源的优缺点

2.6.1 LDO的特点

（1）优点

非常低的输入输出电压差
非常小的内部损耗
很小的温度漂移
很高的输出电压稳定度
很好的负载和线性调整率
很宽的工作温度范围
较宽的输入电压范围
外围电路非常简单，使用起来极为方便

（2）缺点

输入输出压差大时，转换效率低

2.6.2开关电源的特点: