五大主流線性穩壓器的技術分析
發布時間:2012-01-30
中心議題:
- 五大主流線性穩壓器的技術分析
解決方案:
- NPN穩壓器
- PNP旁路晶體管
- P溝道FET穩壓器
- N溝道FET穩壓器
電壓差和接地電流值主要由線性穩壓器的旁路元件(pass element)確定,電壓差和接地電流值定了後就可確定穩壓器適用的設備類型。目前使用的五大主流線性穩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。每種線性穩壓器都有各自的優缺點,最終得由設計師根據壓差、接地電流和穩定性補償方法等要求,確定某種類型穩壓器是否適合設備使用。
NPN穩壓器
標準NPN穩壓器的優點是具有約等於PNP晶jing體ti管guan基ji極ji電dian流liu的de穩wen定ding接jie地di電dian流liu,即ji使shi沒mei有you輸shu出chu電dian容rong也ye相xiang當dang穩wen定ding。這zhe種zhong穩wen壓ya器qi比bi較jiao適shi合he電dian壓ya差cha較jiao高gao的de設she備bei使shi用yong,但dan較jiao高gao的de壓ya差cha使shi得de這zhe種zhong穩wen壓ya器qi不bu適shi合he許xu多duo嵌qian入ru式shi設she備bei使shi用yong。
對於嵌入式應用而言,NPN旁(pang)路(lu)晶(jing)體(ti)管(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)不(bu)錯(cuo)的(de)選(xuan)擇(ze),因(yin)為(wei)它(ta)的(de)壓(ya)差(cha)小(xiao),而(er)且(qie)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)使(shi)用(yong)。不(bu)過(guo)這(zhe)種(zhong)穩(wen)壓(ya)器(qi)仍(reng)不(bu)適(shi)合(he)具(ju)有(you)很(hen)低(di)壓(ya)差(cha)要(yao)求(qiu)的(de)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)設(she)備(bei)使(shi)用(yong),因(yin)為(wei)它(ta)的(de)壓(ya)差(cha)不(bu)夠(gou)低(di)。它(ta)的(de)高(gao)增(zeng)益(yi)NPN旁路管可使接地電流穩定在幾個毫安,而且它的公共發射極結構具有很低的輸出阻抗。
PNP 旁路晶體管
PNP 旁路晶體管是一種低壓差穩壓器,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(jing)體(ti)管(guan)增(zeng)益(yi)較(jiao)低(di),會(hui)形(xing)成(cheng)數(shu)毫(hao)安(an)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)接(jie)地(di)電(dian)流(liu)。由(you)於(yu)采(cai)用(yong)公(gong)共(gong)發(fa)射(she)極(ji)結(jie)構(gou),因(yin)此(ci)它(ta)的(de)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)比(bi)較(jiao)高(gao),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)需(xu)要(yao)外(wai)接(jie)特(te)定(ding)範(fan)圍(wei)容(rong)量(liang)和(he)等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)(ESR)的電容才能夠穩定工作。
P溝道FET穩壓器
由於P溝道FET穩壓器具有較低的壓差和接地電流,因此目前被廣泛用於許多電池供電的設備。該類型穩壓器將P溝道FET用作它的旁路元件。這種穩壓器的電壓差可以很低,因為很容易通過調整FET尺寸將漏-源阻抗調整到較低值。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,由於 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範圍容量與ESR的電容才能穩定工作。
N溝道FET穩壓器
N溝道FET穩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。用於旁路管采用的是N溝道FET,因此這種穩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定工作,但電容值不用很大,ESR也不重要。N溝道FET穩壓器需要充電泵來建立柵極偏置電壓,因此電路相對複雜一些。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%。
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