NPN稳压器(图1)的内部使用一个 PNP管来驱动 NPN 达林顿管(NPN Darlington pass transistor)。
参见图1
输入输出之间存在至少1.5V~2.5V的压差(dropout voltage)。这个压差为:
Vdrop = 2Vbe +Vsat(NPN 稳压器)
请注意,这里2Vbe是两个NPN管的BE间正向压降,Vsat是PNP管的CE间饱和电压。Vdrop=Vin-Vout,必须Vdrop>=2Vbe+Vsat,这三只晶体管才会工作在线性区,进而再调整输出电压Vout。反之可能是NPN的BE结还在截止状态,或PNP的CE处于饱和状态,都不能线性放大。
图1的电路为常见的线性稳压器的内部框图,由于采用NPN 达林顿管作为导通管,所以又称为NPN型LDO,它的压差计算公式满足:Vdrop = 2VBE +VSAT,这一类型的压差很大,严格来说不属于低压差线性稳压器LDO,选择是应注意,常见的器件有LM317等。之所以要用达林顿管,基于达林顿管的增益很高,只需很小的电流来驱动负载电流,这样它的地电流Ignd很低,只有几个mA。该类稳压器的最大优点是就是无条件的稳定,甚至不需外部电容。缺点则是效率低,适应性差。
如果线性稳压器的内部导通管是由单个PNP管来驱动单个NPN管,它的Vdrop = Vbe +Vsat,介于NPN稳压器和LDO之间,多称为准LDO。当然还有超低VLDO之说了。
所有的稳压器电路都用到了负反馈回路以保持输出电压的稳定,输出电压通过电阻分压进行采样,然后将该信号接入误差放大器的一个输入端,另一输入端连接到一参考电压,误差放大器将调整输出到导通管的电流以维持稳定的电压输出。LDO是线性稳压器,但不是恒流源,随着负载的变化,LDO的输出电流将相应改变。
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