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稳压电源参数
电源稳压器基本原理与定义
输出电压差(Dropout voltage)
输出电压差在线性稳压器中是一个非常重要的参数，而其定义为：当输入电压（电压源）降到某个程度时，其输出电压将不再稳压在预计的输出电压，而在临界点时的输入电压与输出电压的差值即为压降电压。以图1为例，其输出电压差为3.3V-2.5V＝800mV。简单来说就是输出功率晶体管的漏极和源极的压差，直接关系到的就是电源功率的消耗，越大的跨压所损失的功率就越大，所以说，输出电压差是越小越好
ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 图1 LDO输出与输入电压关系ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 对输出PMOS晶体管而言，其漏极是连接到输出端，因此当输入端（源极）电压很小时，晶体管守闭状态，当源极电压加大后，晶体管开启，输出端电压开始爬升，一直到稳定的设定值之间的这段输入电压差，即是输出电压差。其实对于输出晶体管来说，就是它的饱和电压差(VSD-sat)，当MOS 晶体管大小确定，且闸极电压固定之后，其饱和电压差基本上就不会改变，所以提供闸极电压的前一级放大器，和输出晶体管的大小在设计上都要能达到理想的输出电压差。对于电源功率消耗的部份，将晶体管饱和电压（VSD-sat）差乘上输出端所流 过的电流，即是消耗功率，
P = IOUT ×VSD－sat
对于一个可携带式电子产品来说，都是由电池来提供电源，这部份的电源消耗当然是越小越好，以求电池寿命能够长久，低压降线性稳压器能够如此受欢迎的原因，就是在这方面能够节省很多的电力。
线性调节率(Line regulation)
这项参数在线性稳压器中也是非常重要的，指的是当输入电压产生变化时，对于输出端电压的改变。
我们预期当输入电压改变时，输出电压能一直维持稳定，但是实际上是有小幅改变，通常以百分比（%）表示。ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
由于输入电压改变时，会造成反馈电压的改变，再由误差放大器加以调节输出晶体管（PMOS），来控制输出电压，因此若增加整个电路的开回路增益，对于线性调节率的提升有很大的帮助。 负载调节率(Load regulation) 相对于线性调节率，线性稳压器另一个主要考虑就是负载调节率，表示当负载端有变化，也就是输出电流有改变时，输出电压的变化率
由式子可以看出，负载的改变造成电压的变化，经误差放大器放大之后，输出电流也跟着做变化。明显的，最后的式子可以得知，负载调节率被线性稳压器的转导(Gm，也就是误差放大器的增益乘上输出晶体管的电流增益)所限制，所以要改善负载调节率，可以增加DC的电流增益，可以得到不错的效果。 接地电流(Ground current) 接地电流又称为偏压电流(Quiescent current)，就是输入电流与输出电流的差值，关系到整体的电流效率。ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 一般而言，静态电流包括了电路中的偏压电流(如：误差放大器、参考电压源)和驱动输出晶体管的电流，这些对于输出效率并无帮助，造成无谓的消耗电源，因此在设计上是越小越好。一个以双载子晶体管做为输出端的线性稳压器，天生就存在有蛮大的静态电流，也就是基极电流，且基极电流是正比于输出电流，因此它的静态电流是会随输出电流增加而变更大。在低压降线性稳压器中，是使用MOS晶体管来当作输出晶体管，MOS晶体管是用VGS来控制电流，而其闸极并无电流通过，因此其静态电流可以保持固定，且无视于负载端的变化，这也是用MOS当输出端优于双载子晶体管的好处之一。 电源效率(Efficiency) 低压降线性稳压器的效率，定义为输出功率和输入功率的比值：
由上式可以看出，输出和输入电压差，也是影响效率的因素之一，当Iq很小，小到可以忽略的时候，明显的效率是由输出电压和输入电压的比值决定。此外，当稳压器操作在无负载的时候，也就是输出电流为0时，上式就不适用来计算整体效率，此时Iq就显得格外重要，Iq越小自然电池寿命也就得以维持更长久。
输出准确率(Output accuracy) 图3 输出电压误差 输出电压的准确度和低压降线性稳压器的各个部份的电压误差关系密切，像是：线性调节率(ΔVLIR)、负载调节率(ΔVLOR)、参考电压偏移(ΔVREF)、误差放大器电压偏移(ΔVA)、外部回授电阻的误差(ΔVR)、温度系数(ΔTC)…等。 输出电压误差主要是由环境温度改变所造成的参考电压偏移、误差放大器的特性改变(增益误差、偏移电流)、电阻值误差，这些误差加上线性调节率和负载调节率通常会使得精确度改变1%~3%。另外，制造上的变异也同样会造成上述各部份产生误差。接下来仔细讨论各部份造成的误差，就参考电压源的部份，和输出电压的关系式为：
从上述式子可以得到，参考电压的误差会直接影响到输出电压，而且是直接正比于误差百分比。ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 再有守于误差放大器的误差部分：
图 误差放大器电压偏移
极点及零点的位置，与误差放大器及输出电容大小有关。故为了让整个电路达到良好的稳定度，便将零点位置控制在单增益频率（f T）附近，可有效提升电路的相位边限，进而使稳定度提高。基于稳定度之限制的缘故，使得开回路直流增益无法提高，而造成线性调节ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 当等效串联电阻太大的情形，如图（10），会造成零点位置过小，使得原本在单增益频率之下的第三个极点也跑到前面，而拉低了相位边限，导致电路不稳定。
图12 适当ESR 之频率响应ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸 总而言之，等效串联电阻的值有一个最适合的范围，如图（12），在这范围内都可以使低压降线性稳压器更加稳定。因此输出电容的选取，也显得格外重要。ShM838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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