標準線性穩(wěn)壓器的基本工作原理

前面講了線性穩(wěn)壓器是集成穩(wěn)壓器的一種，其使用在線性區(qū)域內(nèi)運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。線性穩(wěn)壓器的作用是在規(guī)定的工作范圍內(nèi)，當輸入電壓或負載發(fā)生變化時能提供穩(wěn)定的直流輸出電壓，并確保穩(wěn)壓電路能長期、安全可靠地工作。
普通集成線性穩(wěn)壓器也稱標準線性穩(wěn)壓器或NPN型線性穩(wěn)壓器。標準線性穩(wěn)壓器主要由基準電壓源、取樣電路、誤差放大器、調(diào)整管等基本部分組成。

標準線性穩(wěn)壓器的基本工作原理

標準性穩(wěn)壓器的基本原理如圖1所示，串聯(lián)式調(diào)整管是由NPN型晶體管VT2、VT3構(gòu)成的達林頓管。VT1為驅(qū)動管，它采用PNP型晶體管。U1為輸入電壓，U0為輸出電壓。R1和R2為収樣電阻,取樣電壓UQ加到誤差放大器的同相輸入端，與加在反相輸入端的基準電壓UREF相比較，二者的差值經(jīng)誤差放大器放大后產(chǎn)生誤差電壓Ur,用來調(diào)節(jié)串聯(lián)調(diào)整管的壓降，使輸出電壓達到穩(wěn)定。舉例說 明.，當輸出電壓U0降低時，UQ和UR均降低，因驅(qū)動電流增大，故調(diào)整管的壓降減小，使輸出電壓升高。
反之，若輸出電壓U0上升 ,誤差放大器輸出的驅(qū)動電流就會減小，調(diào)整管的壓降隨之增大, 使U0下降，最終使U0維持穩(wěn)定。由于反饋環(huán)路總試圖使誤差放大器兩個輸入端的電位相等，即U0＝UREF，因此
根據(jù)上圖式，可得：

需要說明幾點：

第一，輸出電壓通過反饋電路來進行控制，反饋電路需要補償措施以確?；芈返姆€(wěn)定性。 某些線性穩(wěn)壓器有內(nèi)置補償電路，不需要外接補償元件，即可實現(xiàn)線性穩(wěn)壓器的穩(wěn)定工作。有些線性穩(wěn)壓器需要接外部補償網(wǎng)絡。
第二，用于控制輸出電壓的反饋回路是通過取樣電阻來“判斷”輸出電壓的，并將取樣電壓送至誤差放大器的同相輸入端，基準電則接在反相輸入端。這意味著誤差放大器將通過不斷調(diào)節(jié)它的輸出電壓和調(diào)整管的電流，來使取樣電壓與基準電壓相等。線性穩(wěn)壓器的輸出電壓通常為基準電壓的若干倍。
第三，與負載電流相比，通過電阻分壓器R1和R2的電流可忽略不計。
第四，駙動管VT1，必須采用PNP型晶體管，這是因為NPN型晶體管的發(fā)射結(jié)電壓UBE為正電壓，要求U B>U E,即U B＞U 1這顯然是不合理的；而PNP管的UBE為負電壓，能滿足U B＜U E,即U B＜U 1的要求。
第五，圖1.2.2僅為簡化電路.，實際電路中還需增加啟動電路、過電流保護電路及過熱保護電路。