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第三章，LDO的工作原理相对简单。有些绩效指标很重要，面试时经常被问到。
LDO
1、简介
LDO(low dropout regulator-低压差调节器)是一种线性调节器，它使用工作在其饱和区的晶体管或场效应晶体管(FET ),从施加的输入电压中减去多余的电压，以产生调节的输出电压。所谓压降，是指电压调节器维持输出电压在其额定值100mV以内所需的输入电压与输出电压之差的最小值。具有正输出电压的LDO(低压差)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传输器件)作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有很低的压降，通常在200mV左右；相比之下，使用NPN复合功率晶体管的传统线性稳压器的压降约为2V。负输出LDO使用NPN作为其传递器件，其工作方式类似于正输出LDO的PNP器件。
DC-DC表示DC到DC(不同DC功率值的转换)。只要符合这个定义，就可以称之为DC-DC转换器，包括LDO。但是，一般的说法是，通过转辙把DC换成DC的装置叫DC-DC。
LDO的意思是低压差，暂时解释一下：低压差(LDO)线性稳压器成本低，噪声低，静态电流小，这是它的突出优点。它还需要很少的外部元件，通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可以达到以下规格：输出噪声为30V，PSRR为60dB，静态电流为6A(Ti的TPS78001达到Iq=0.5uA)，压降仅为100 mV。LDO性能能达到这个水平的主要原因是稳压管是P沟道MOSFET，而常见的线性稳压器是PNP晶体管。p沟道MOSFET由电压驱动，不需要电流，因此器件本身消耗的电流大大降低；另一方面，在使用PNP晶体管的电路中，为了防止PNP晶体管进入饱和而降低输出容量，输入和输出之间的电压降不能太低；而p沟道MOSFET上的压降大致等于输出电流和导通电阻的乘积。因为MOSFET的导通电阻非常小，所以其上的压降非常低。
2、工作框图
LDO基本上由四个主要部分组成，即分压采样电路、参考电压、误差放大电路和晶体管调节电路。
分压采样电路——通过电阻R1和R2采集输出电压，
误差放大电路——将采集的电压输入到比较器的反向输入端，与正向输入端的参考电压进行比较，然后放大比较结果。
晶体管调节电路——将放大后的信号输出到晶体管的控制极(即PMOS晶体管的栅极或PNP晶体管的基极)，使放大后的信号(电流)控制晶体管的导通电压。
这是一个负反馈调节回路。晶体管的输出电压是输入电压减去导通电压，因此控制导通电压相当于控制LDO的输出电压。
3、性能指标
最小压差(压差):
指当输入电压进一步下降且LDO不再可调时的输入-输出电压差。
电压差越高，效率越低(消耗大量能量和电流晶体管压降)。电压差越低，LDO的电压转换效率越高，能量损失越小。
电源抑制比(PSRR电源抑制比):
PSRR用于量化LDO抑制不同频率输入功率纹波的能力，反映了LDO保持输出电压稳定无噪声无电压波动的能力。
PSRR=20log(VIN/VOUT)根据公式，PSRR越大，LDO的纹波抑制效果越好。
输入电压范围：电压调节器输入端可以输入的电压范围。
输出电压：电压调节器输出端的输出电压值。
最大输出电流：电压调节器输出端的最大输出电流。
线性调整率：电压调节器的输入变化对输出的影响，即输出电压变化与输入电压变化之比
负载调整率：指给定负载变化下输出电压的变化，其中负载变化通常是从空载到满载。负荷调整率越小越好。
瞬态响应：表示负载电流突变引起的输出电压的最大变化，它是输出电容、其等效串联电阻和旁路电容的函数。其中，输出电容的作用是提高负载瞬态响应的能力，同时还起到高频旁路的作用。
静态电流：包括基准电压源、误差放大器、输出分压器和过流过温检测电路的工作电流。静态电流越高，调节器的效率越低。静态电流由拓扑结构、输入电压和温度决定。
最大耗散功率：为了确保LDO节点温度不会过高而被损坏，LDO必须计算最大耗散功率。LDO的实际功耗应小于最大功耗，否则LDO芯片可能会损坏。
4、扩展：
其他工作框图
热关机过热保护
UVLO欠压保护
电流极限
5、带隙基准
带隙基准电压源最经典的带隙基准是利用一个正温度系数的电压和一个负温度系数的电压之和，两个温度系数相互抵消，实现一个与温度无关的电压基准，约为1.25V V。
PN结产生压降V(BE)，温度为-2.0mV/;加热电压V(T)=KT/q，温度系数为0.085mV/。
V(REF)=V(BE)K V(T)；k=2.2/0.085=23.5
理论上，零温度系数V (ref)=0.650.026 * 23.5=1.26V。
因为这个电压等于硅的带隙电压，所以称为“带隙基准电路”
模拟电路广泛包括电压基准和电流基准。这个基准是直流，与电源和工艺参数关系不大，但与温度的关系是确定的。
基准产生的目的是建立具有特定温度特性的DC电压或电流，其独立于电源和工艺。在大多数应用中，所需的温度关系采用以下三种形式之一：
1)与绝对温度成比例；
2)恒定Gm特性，即某些晶体管的跨导保持恒定；
3)与温度无关。
要实现基准电压源，要解决的主要问题是如何提高其温度抑制和电源抑制，即如何实现与温度有确定关系且基本独立于电源的结构。现实中几乎没有半导体的温度无关参数，所以只能找到一些正负温度系数的参数。通过适当的组合，可以得到与温度无关的量，这些参数与电源无关。
