幾種線性穩(wěn)壓器的技術(shù)分析

每種線性穩(wěn)壓器都有各自的優(yōu)缺點，最終得由設計師根據(jù)壓差、接地電流和穩(wěn)定性補償方法等要求，確定某種類型穩(wěn)壓器是否適合設備使用。

電壓差和接地電流值主要由線性穩(wěn)壓器的旁路元件(pass element)確定，電壓差和接地電流值定了后就可確定穩(wěn)壓器適用的設備類型。目前使用的五大主流線性穩(wěn)壓器每個都具有不同的旁路元件(pass element)和獨特性能，分別適合不同的設備使用。

標準NPN穩(wěn)壓器的優(yōu)點是具有約等于PNP晶體管基極電流的穩(wěn)定接地電流，即使沒有輸出電容也相當穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓器比較適合電壓差較高的設備使用，但較高的壓差使得這種穩(wěn)壓器不適合許多嵌入式設備使用。

對于嵌入式應用而言，NPN旁路晶體管穩(wěn)壓器是一種不錯的選擇，因為它的壓差小，而且非常容易使用。不過這種穩(wěn)壓器仍不適合具有很低壓差要求的電池供電設備使用，因為它的壓差不夠低。它的高增益NPN旁路管可使接地電流穩(wěn)定在幾個毫安，而且它的公共發(fā)射極結(jié)構(gòu)具有很低的輸出阻抗。

PNP 旁路晶體管是一種低壓差穩(wěn)壓器，其中的旁路元件就是PNP晶體管。它的輸入輸出壓差一般在0.3到0.7V之間。因為壓差低，因此這種PNP旁路晶體管穩(wěn)壓器非常適合電池供電的嵌入式設備使用。不過它的大接地電流會縮短電池的壽命。另外，PNP晶體管增益較低，會形成數(shù)毫安的不穩(wěn)定接地電流。由于采用公共發(fā)射極結(jié)構(gòu)，因此它的輸出阻抗比較高，這意味著需要外接特定范圍容量和等效串聯(lián)電阻(ESR)的電容才能夠穩(wěn)定工作。

由于P溝道FET穩(wěn)壓器具有較低的壓差和接地電流，因此目前被廣泛用于許多電池供電的設備。該類型穩(wěn)壓器將P溝道FET用作它的旁路元件。這種穩(wěn)壓器的電壓差可以很低，因為很容易通過調(diào)整FET尺寸將漏-源阻抗調(diào)整到較低值。另一個有用的特性是低的接地電流，因為P溝道FET的“柵極電流”很低。然而，由于 P溝道FET具有相對大的柵極電容，因此它需要外接具有特定范圍容量與ESR的電容才能穩(wěn)定工作。

N溝道FET穩(wěn)壓器非常適合那些要求低壓差、低接地電流和高負載電流的設備使用。用于旁路管采用的是N溝道FET，因此這種穩(wěn)壓器的壓差和接地電流都很低。雖然它也需要外接電容才能穩(wěn)定工作，但電容值不用很大，ESR也不重要。N溝道FET穩(wěn)壓器需要充電泵來建立柵極偏置電壓，因此電路相對復雜一些。幸運的是，相同負載電流下N溝道FET尺寸最多時可比P溝道FET小50%。