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|线性稳压器的工作原理及比较( 二 )


（DropoutVoltage）和地脚电流（GroundPinCurrent） 。 跌落电压前文已经
论述 。 为了便于分析 ， 我们定义地脚电流为Ignd（参见图4） ， 并忽略了IC到
地的小偏置电流 。 那么 ， Ignd等于负载电流IL除以导通管的增益 。
NPN稳压器中 ， 达林顿管的增益很高（HighGain） ， 所以它只需很小的
电流来驱动负载电流IL 。 这样它的地脚电流Ignd也会很低 ， 一般只有几个mA 。
准LDO也有较好的性能 ， 如国半（NS）的LM1085能够输出3A的电流却只有
10mA的地脚电流 。
然而 ， LDO的地脚电流会比较高 。 在满载时 ， PNP管的β值一般是15～20 。
也就是说LDO的地脚电流一般达到负载电流的7% 。
NPN稳压器的最大好处就是无条件的稳定 ， 大多数器件不需额外的外部电
容 。 LDO在输出端最少需要一个外部电容以减少回路带宽（LoopBandwidth）
及提供一些正相位转移（PositivePhaseShift）补偿 。 准LDO一般也需要有输
出电容 ， 但容值要小于LDO的并且电容的ESR局限也要少些 。
反馈及回路稳定性（FeedbackandLoopStability）
所有稳压器都使用反馈回路（FeedbackLoop）以保持输出电压的稳定 。 反
馈信号在通过回路后都会在增益和相位上有所改变 ， 通过在单位增益（Unity
Gain ， 0dB）频率下的相位偏移总量来确定回路的稳定性 。
波特图（BodePlots）
波特图(BodePlots)可用来确认回路的稳定性 ， 回路的增益（LoopGain ， 单位：
dB）是频率（Frequency）的函数（图5：典型的波特图） 。 回路增益及其相
关内容在下节介绍 。 回路增益可以用网络分析仪（NetworkAnalyzer）测量 。
网络分析仪向反馈回路(FeedbackPath)注入低电平的正弦波(SineWave) ，
随着直流电压（DC）的不断升高 ， 这些正弦波信号完成扫频 ， 直到增益下降到
0dB 。 然后测量增益的响应（GainResponse） 。
波特图是很方便的工具 ， 它包含判断闭环系统（Closed-loopSystem）稳定
性的所有必要信息 。 包括下面几个关键参数：环路增益（LoopGain） ， 相位
裕度（PhaseMargin）和零点（Zeros）、极点（Poles） 。
回路增益（LOOPGAIN）
闭环系统（Closed-loopSystem）有个特性称为回路增益（Loop
Gain） 。 在稳压电路中 ， 回路增益定义为反馈信号（FeedbackSignal）通过整
个回路后的电压增益（VoltageGain） 。 为了更好的解释这个概念 ， LDO的结构
框图（图2）作如下修改（图6：回路增益的测量方法） 。
变压器（Transformer）用来将交流信号（ACSignal）注入（Inject）
到“A”、“‘B”点间的反馈回路 。 借助这个变压器 ， 用小信号正弦波（Small-signal
SineWave）来“调制”（modulate）反馈信号 。 可以测量出A、B两点间的交
流电压（ACVoltage） ， 然后计算回路增益 。 回路增益定义为两点电压的比
（Ratio）：
LoopGain＝Va/Vb
（5）
需要注意 ， 从Vb点开始传输的信号 ， 通过回路（Loop）时
会出现相位偏移（PhaseShift） ， 最终到达Va点 。 相位偏移（PhaseShift）的
多少决定了回路的稳定程度（Stability） 。
反馈（FEEDBACK）
如前所述 ， 所有的稳压器都采用反馈（Feedback）以使输出电压
稳定 。 输出电压是通过电阻分压器进行采样的（图6） ， 并且该分压信号反馈到
误差放大器的一个输入端 ， 误差放大器的另一个输入端接参考电压 ， 误差放大器
将会调整输出到导通管（PassTransistor）的输出电流以保持直流电压（DC
Valtage）的稳定输出 。
为了达到稳定的回路就必须使用负反馈（NegativeFeedback） 。
负反馈 ， 有时亦称为改变极性的反馈（degenerativefeedback） ， 与源信号的

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