二極管在LDO電路中的常見(jiàn)設(shè)計(jì)分享,個(gè)個(gè)含電路圖
二極管在LDO電路中的一些常見(jiàn)設(shè)計(jì)將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象,通過(guò)這篇文章,小編希望大家可以對(duì)二極管在LDO電路中的應(yīng)用的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、LDO
低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器LDO原理上與一般的線(xiàn)性直流穩(wěn)壓器基本相同,區(qū)別在于低壓差穩(wěn)壓器輸出端的功率由NPN晶體管共集極架構(gòu)改為PNP集電極開(kāi)路架構(gòu)(以使用雙極性晶體管以言)。這種架構(gòu)下,功率晶體管的控制極只要利用對(duì)地的電壓差就能讓晶體管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),因此輸入端只需高出輸出端多于功率晶體管的飽和電壓,穩(wěn)壓器就能運(yùn)作,穩(wěn)定輸出電壓。
這類(lèi)設(shè)計(jì)在保持穩(wěn)定性方設(shè)計(jì)難度較高,因?yàn)檩敵黾?jí)的阻抗較大,較易不穩(wěn)定或起振。
低壓差穩(wěn)壓器所使用的功率晶體管可以是雙極性晶體管或場(chǎng)效晶體管。
雙極性晶體管因?yàn)榛鶚O電流的關(guān)系,會(huì)耗用額外的電流,增加功耗,在相對(duì)高輸出電壓、低輸出電流、低輸出輸入電壓差的情況下尤其明顯。
場(chǎng)效晶體管沒(méi)有雙極性晶體管的功耗問(wèn)題,但其所需導(dǎo)通的閘極電壓限制了其在低輸出電低的應(yīng)用,而且場(chǎng)效晶體管管的成本較高。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,這兩方面的問(wèn)題都得以改善。
二、二極管在LDO電路中的一些常見(jiàn)設(shè)計(jì)
1、防反接——二極管接在VIN端
輸入VIN串一個(gè)二極管,如下圖所示的D1,有兩個(gè)作用,一個(gè)是防止電源反接;輸入輸出壓差大的應(yīng)用,二極管可以承擔(dān)一部分LDO的熱損。
防反接原理:當(dāng)VIN和GND接反的時(shí)候,因?yàn)槎O管D1的存在,使GND無(wú)法進(jìn)入LDO,無(wú)法形成電流回路,保護(hù)了LDO。
2、防反接——二極管接在GND端 防反接的,二極管還可以接在系統(tǒng)GND和LDO芯片GND之間,如下圖所示的D2。
防反接原理:當(dāng)VIN和GND接反的時(shí)候,因?yàn)槎O管D2的存在,使VIN無(wú)法進(jìn)入LDO,無(wú)法形成電流回路,保護(hù)了LDO。
因?yàn)镈2的存在,會(huì)抬升LDO GND(A點(diǎn))的電壓,A的電壓差不多為D2的導(dǎo)通壓降。
畫(huà)出老式PNP架構(gòu)的LDO,可以看出,A的電壓抬升之后,會(huì)導(dǎo)致VOUT輸出減小,使用D2做防反接,這一點(diǎn)是要考慮進(jìn)去的。
將二極管換作一個(gè)電壓源,簡(jiǎn)單跑一下直流傳輸特性,可以看出,隨著V2(A點(diǎn)電壓)的增大,輸出VOUT是減小的趨勢(shì)。
3、輸入輸出鉗位保護(hù) 在輸入和輸出之間串一個(gè)二極管,用來(lái)防止反向電壓損壞LDO。 ① LDO正常工作時(shí),VIN大于VOUT,二極管D3截止; ② LDO掉電,出現(xiàn)VOUT下電比VIN下電慢的情況,反向壓差可能會(huì)損壞LDO,加了D3,輸入和輸出電壓差鉗位在二極管壓降大小,保護(hù)了LDO。 為什么會(huì)有這種用法呢?老式架構(gòu)LDO,內(nèi)部用PNP三極管,發(fā)射極和集電極的反向耐壓其實(shí)是不高的。
4、降壓&防灌電 要求不高的場(chǎng)合,輸出串一個(gè)D4,增加一些壓降,達(dá)到預(yù)期的電壓值,同時(shí)也能防止VOUT串電到芯片的OUT腳。
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