LDO的主要電路圖如下圖,其實(shí)很簡單,只要稍微學(xué)校里學(xué)過點(diǎn)電路就懂。它的核心在于圓圈里面的晶體管(可以是MOSFET也可以是BJT),為什么叫做線性穩(wěn)壓源其實(shí)就是利用了晶體管工作在線性區(qū),能夠通過控制柵極電壓來控制溝道電阻從而達(dá)到控制輸出電壓的目的,所以Vout=Vin-I*Rlin。簡單吧~但是它只能實(shí)現(xiàn)降壓,不能實(shí)現(xiàn)升壓,如果升壓你就只能選擇DC-DC或者charge pump了。
可是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整Vout?這就需要如圖的兩個(gè)電阻R1/R2組成的取樣電壓接入誤差放大器同相端,然后外面給個(gè)參考電壓接入誤差放大器的反向端(極性不能反否則無法放大,如果是NMOS則反過來接),只要Vout發(fā)生變化則取樣電壓與Vref (可由bandgap產(chǎn)生)的電壓差就會(huì)被放大輸出給gate從而調(diào)整晶體管的輸入輸出特性達(dá)到調(diào)整Vout的效果。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)校正的過程,所以才叫做穩(wěn)壓器而不是降壓器/變壓器。是不是很神奇?
原則上,只要有線性特性的器件都可以,所以BJT和MOSFET都可以,但是BJT主要因?yàn)樗请娏骺刂菩筒环系凸牡囊螅因?qū)動(dòng)電流比較大,所以Vin和Vout的差值還是太高,所以現(xiàn)在都采用MOSFET。至于該采用NMOS還是PMOS主要還是取決于壓差,通常選用PMOS。因?yàn)镻MOS的dropout電壓是就是飽和壓降Vdsat=Vin-Vout大約是200mV,而NMOS由于drop-out電壓受到了誤差放大器輸出電壓的限制(誤差放大器的輸出電壓最大只能達(dá)到其電源電壓,即LDO的輸入電壓),所以drop-out電壓大小為NMOS的Vgs(Vdsat+Vth),所以就沒有PMOS的優(yōu)勢了。當(dāng)然也可以引入charge-pump提高誤差放大器的電源電壓來解決但是提高了復(fù)雜度和成本,但是NMOS調(diào)整管的PSRR(電源抑制比)比PMOS好。