LDO与DC-DC基础应用提要
一. 概述
1.什么是LDO？LDO与DC-DC的区别
LDO又称为低压差线性稳压器。是一个自耗很低的微型片上系统(SoC)，是将所有器件电路都集成在一个芯片上而组成的拓扑结构。如图1~2. 池州事件
而DC-DC则是线性式和开关式稳压器的总称。
2. LDO的稳压原理
1.》输出电压是通过反馈网络来调节误差放大器的输出电流，从而达到输出电压的稳定。一般误差放大器的取样参考电压在1.2~1.25V左右（具体可参阅厂商的datasheet），这个参考电压是由内部的带隙参考源产生的。应掌握的计算公式： V输出=V参考电压（1+R上偏置/ R下偏置）
接地电流（I GND）= I负载 / 导通管增益（PNPβ值一般也就15~20。也就是说LDO的地脚
阿伐斯汀电流一般为负载电流的7%.）
所有LDO都是通过反馈回路来保持输出电压稳定的，而反馈信号在通过回路时都会在增益和相位上发生变化，继而影响整个回路的稳定性。因此所有LDO的输出端至少需要一个外部电容来减少回路的带宽和校正相位的偏移。 2.》回路稳定性： a.极点 b.零点 c.相位大连科华热力管道有限公司
二.分类和应用：
1. 按其静态耗流来分，可分为OmniPower TM、MicroPower TM、NanoPower TM三种类型。各种类型的LDO应用范围各有不同。见下表：
类别 静态电流 特 征莫特
OmniPower TM100uA-1mA AC/DC固定电源的所有电子、电器产品
MicroPower TM10uA-100uA低噪音、高PSRR比，多应用在数码相机、手机电源、LED和LCD驱
五菱牌lzw6371动、RF和音频PA、TFT-LCD等领域
NanoPower TM1uA~10uA 极低的静态电流、稳压十分精确，适用于需要节电的手提电子、电器产
品（如：手机充电器、手提电脑等场合）
2.手机设计应用中需要选择低压差、低噪声、高电源纹波抑制比PSRR ( Power Supply Rejection Ratio )、低静态电流(I GND)、低成本的线性稳压器，并要求这些线性稳压器能够提供稳定的输出，输出端允许采用超小型电容器对回路带宽和相位偏移进行补偿。基本上所有LDO应用中引起的振荡都是因输出端电容的等效串联电阻（ESR）过高或过低造成的，所以LDO输出端电容的选择尤为重要。
a. 使用ESR来补偿LDO：所有电容都具有ESR的共性，利用输出电容的ESR在回路增益中产
生的零点来减小负相移，所以零点出现的频率值与ESR和输出电容值直接相关。计算公式：
F
零点＝ 1/(2π×C
输出
×ESR)
b.影响ESR变化的要素：温度
c. 输出电容的选择：
1.电路应用条件需要
2.电容特性：对于极性电容，首选是钽电容（AVX 4.7uF在25度时ESR约1.3Ω，且在
温度-40~+125度范围内的变化是小于2：1.）；
铝电解在低温时的ESR会变大，不宜选用；
对于无极性的陶瓷电容，尽管ESR较低，但易受温度的变化影响。特别是 容量≥1uF的陶瓷电容，其ESR＜20mΩ，在所有LDO中都会产生振荡，所以
一般选用时都得在电路中串联适当的电阻以增加ESR（一般≥1uF的陶瓷电容
所用的材质是Z5U的，在工作温度范围内的变化会使容值成倍变化）
a> X7R（电介质好，但成本略高，在要求比较严格的场合用.一般输出的噪
声电平要比用X5R材质的同种规格的要低5~10mV p-p）
b> X5R （电介质居中上，较多使用）
c> Y5V （电介质差，少用）。
d> 具体应用事例：(例1.研诺逻辑科技有限公司的电容式电荷泵，见图5)
例2.凌特公司的DC-DC见图6.
3.手机设计需要低压差、低噪声、高PSRR、低静态电流(Iq)、低成本的线性稳压器，并要求这些线性稳压器能够提供稳定的输出，输出端允许采用超小型电容器。Vienna平台用的PCS 是集成在芯片内，故各组电源输出端电容的选择因电路要求需要的不同略有差异。
基带芯片组供电电源：基带处理器(BB)的数字电路对供电电压的输出噪声和PSRR要求不高，所以输出电容的选择范围比较宽（陶瓷X5R类型足够）。而对内部模拟电路供电要求则较高，不仅要有较高的低频(GSM电话为217Hz)纹波抑制能力，消除由RF功率放大器产生的电池电压纹波。还要求LDO始终保持有效工作状态，所以其输出电容材质的选择最好为X7R类型的。
RF供电：Vienna平台的PCS供电电压典型值为2..8V。由于RF的低噪声放大器(LNA)、混频器、锁相环(PLL)、压控振荡器(VCO)和中频(IF)电路需要低噪声、高PSRR的电压，故输出电容的选择要严格，最好外部旁路和补偿电容选用X7R类型。实践应用中，VCO、PLL电路的性能直接影响射频电路指标，如发射频谱的纯度、接收器的选择性、模拟收发器的噪声、数字电路的相位误差等。噪声会改变振荡器的相频和幅频特性，同时振荡器环路也会进一步放大噪声，可能对载波产生调制等。的主要来源是基准。为降低基准噪声，需要在基准的输出端增加一路低通滤波器，滤波器可以集成在线性稳压器内部或由外部电路实现。内置滤波器占用了较大的管芯尺寸，有些低噪声LDO芯片只是提供一个基准的引脚，用于连接基准旁路电容。如果单独为射频电路选择LDO时，要慎重比较噪声指标，确保旁路电容、输出电容和负载条件一致。
TCXO供电：温补晶振(TCXO)为手机的IF电路提供参考频率，它需要一个具有开/关控制的、超低噪声LDO供电，虽然TCXO电路耗电不足5mA，但它要求用一个单独的LDO供电，以便隔离其它噪声源对输出电压的影响。另外，它还需要LDO在RF功率放大器的突发频率点具有较高的PSRR（在217Hz频点的PSRR至少为65dB），因此，输出电容的选择范围也比较仄。RTC供电：（略）
音频电源：一般音频PA电路需要300mA-500mA的大电流LDO。且要求电压在音频范围(20Hz 至20kHz)具有低噪声、高PSRR特性，才可以保证良好的音质。一般手机音频PA的电压源直接来自电池，而电池又是其他LDO的输入源，稍有波动或噪声将直接影响音频音质。所以输出电容材质的选择也很有讲究。（扬声器输入端的交流音频信号电平约10~20mV，若噪声电平达到3~4mV时，喇叭就会听到较大的“喀嗒”声）。
3.PCB Layout时器件排列及线宽遵行原则：
a.> 电容C FLY、C OUT尽量靠近相对应的PIN，线距尽量小；
b.> 依据输出电流的大小和主电流的流向确定适当的线宽（一般100mA时，线宽10~12mil）
c.> 输出端尽可能包地且隔离与时钟线的平行走向；多维视觉训练
d.> 地线的线宽尽可能粗，且负载“地”与LDO的GND保持同电位，最好采用地平板；输 出地与输入地尽可能分开且尽量不在同一个地上；
例2．LT1765 PCB Layout TOP
4. LT1765是降压型的DC-DC，但如果接法不同，可成为升压型的DC-DC（图8）
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