前言——为了选出一款适合于其应用的线性稳压器，它的一些关键指标是必须被考虑到的，如最低输入电压 VIN(MIN)、最高输入电压 VIN(MAX)、输出电压 VOUT、电流输出能力 IOUT、功率耗散能力 PD(MAX)、输入输出最小压差 VDROP、电源纹波抑制比 PSRR、静态电流 IQ 等。

Vin(min): 输入电压是否能驱动线性稳压器的调整元件？

VIN(MIN) > 2.5V：P-MOSFET 调整管需要较高的输入电压

        这是采用 P-MOSFET 作为调整元件的线性稳压器的电路结构，其中包含一个调整管 Q1、一个参考电压源和一个误差放大器。误差放大器通过电阻分压网络对输出电压进行检测，其输出对调整管实施控制。

        在此图中，调整管 Q1 的源极连接到电压输入端。整个控制回路的逻辑是很简单的，误差放大器通过控制调整管栅极的电压对反馈端的电压进行调节，使之与参考电压源的电压相等。当输出电压因负载增加或输入电压降低而下降的时候，误差放大器将调整管栅极相对于其源极的电压拉低，这样就增加了调整管的导通程度，输出电压将因此而上升，直至恢复到原来稳定的电压上。在这样的配置中，调整管 P-MOSFET 可以被调节到非常接近完全导通的状态，因而容许输入电压可以非常接近输出电压，但由于栅极电位不能被拉到低于地电位，输入电压就必须保持足够高，以便能够给 P-MOSFET 的栅-源电压留下足够的空间。为了确保这样的电压空间是足够的，使用 P-MOSFET 调整管的线性稳压器通常要求其最低输入电压大约为 2.5V。

VIN(MIN) > 1.0V：N-MOSFET 调整管，使用外加偏置电压 VBIAS 或内部升压电荷泵驱动

        有的应用能提供给稳压器的输入电压特别低，这时可以选择使用 N-MOSFET 为调整管的线性稳压器，这种稳压器的调整管栅极电压是高于输出电压的。为让这种低压输入、低压输出的应用成为可能，需要内部添加一个生成高压的电荷泵或外加一个偏置电源来驱动调整管的栅极，这使得这种类型的线性稳压器的工作电压可以低达 1V。

       在同等尺寸的情况下，N-MOSFET 有比 P-MOSFET 更低的 RDS(ON)，因而使用 N-MOSFET 作为调整管的线性稳压器可以有更低的输入、输出电压差，可以在低压差的应用中提供更大的输出电流。在下面的例子中，一个使用 N-MOSFET 调整管的线性稳压器被用来从 1.5V 电压生成 1.0V 输出，由于落在稳压器上的压降只有 0.5V，它就可以在提供较大电流的同时还不会形成太大的功耗。

VIN(MAX)：多高的输入电压上限最适合你的应用？

        立锜科技可提供最高输入电压达 80V 的线性稳压器，你可以有很大的机会选择到最适合你应用的器件，但即使你的负载电流不是很大，较高的输入、输出电压差 VIN–VOUT 落在线性稳压器上也很容易就会导致较高的功耗，因为线性稳压器的功耗 =(VIN–VOUT)xILOAD，两者之间是成正比的。

VOUT：有的可调，有的固定

        输出电压固定的线性稳压器，它的电压反馈网络已经集成在电压内部，使用起来比较简单，而输出电压可调的就需要用户自己外加，使用上具有较大的灵活性。还有一些输出电压可调的器件也有自己内部的反馈网络，它们也可当作固定输出电压的版本来使用。

IOUT：电流输出能力

        选择线性稳压器时必须选择电流输出能力满足应用需要的型号，但也必须同时考虑负载电流与输入、输出电压差和耗散功率之间的关系。如果应用需要很大的电流输出，使用外接调整管的线性控制器就是比较好的选择，因为它们可以拥有几乎不受限的电流承载能力。

最大耗散功率：这决定了可以消耗在线性稳压器上的最大功率

• 线性稳压器的功耗由其输入、输出端之间的电压差 (VIN-VOUT) 和它提供给负载的电流(IOUT)共同决定，其计算公式为 PD = (VIN-VOUT) * ILOAD.

下图显示的是特定功耗值下输入、输出电压差与负载电流之间的关系曲线。

       负载电流较大时或输入、输出电压差较大时，落在线性稳压器上的功耗很容易就会超出器件的功率耗散能力，我们进行封装选择时必须注意到这一点。

      表面贴装型线性稳压器的最大功率耗散能力与其封装类型、PCB 布局和环境温度紧密相关，容许的最高结温和环境温度之间的差值 (TJUNCTIONmax- TAMBIENTmax) 除以结点到环境之间的热阻 θJUNCTION - AMBIENT，得到的结果就是容许的最大功耗 PDmax，其中的热阻数据 θJUNCTION - AMBIENT 总是被陈列在产品规格书里面，但需要注意的是这个数值是按照 JEDEC 所规定的方法得到的，实际使用时需要更加保守、谨慎。

        这里给出了实用中常见的一些封装类型的耗散功率限制值，都是基于很普通的 PCB 布局外加一些铜箔连接到封装引脚和散热焊盘上的，设计容许的 PCB 最高温度是 60°C，芯片内核的最高温度为 125°C。假如你所面对的环境温度更低，实际的耗散功率就可以更大一点。假如你的 PCB 面积比较小，或是附近有其他的发热元件，容许的最大耗散功率就可能要更小一点。

输入、输出电压差：线性稳压器的输入、输出端必须保持一定的电压差来确保输出电压的稳定。

        大多数线性稳压器都是低压差稳压器，意思是说这种稳压器在输入电压非常接近输出电压时还能保持输出电压的稳定。线性稳压器的最小压差是指，如果输入电压再继续降低则输出电压便不能维持稳定了时的输入电压和输出电压之间的差值。

下图所示是以 P-MOSFET 为调整管的线性稳压器的基本电路结构，该 MOSFET 的源极与 VIN 相连。为了调整输出电压，误差放大器会调整该 MOSFET 的栅极与 VIN 之间的电压差，这样便可以调节该 MOSFET 的导通程度。

         线性稳压器需要一定的输入、输出电压差以实现对输出电压的调节。当输入电压与输出电压之间的差异变小以后，显示在 MOSFET I/V 曲线上的 MOSFET 工作点便会向左侧的欧姆区移动，而处于欧姆区的 MOSFET 是电阻性的，误差放大器需要将 MOSFET 栅极电位拉到接近地电位的水平上。一旦工作点的移动到了极限，输出电压便不能再被调节了。

        为了将输出电压维持在控制良好的状态，必须确保输入电压加上纹波和误差以后总是处于比输出电压加上最小压差以后水准以上。下图所示的线性稳压器规格书中提供的压差曲线是负载电流和温度的函数，从中可以推算出 MOSFET 调整管的导通电阻 RDS(ON)。

电源纹波抑制比 PSRR：如果你的系统对电源纹波和噪声很敏感，低噪声的线性稳压器就是理想的选择，这个参数对你来说就很重要。

        PSRR 是电源纹波抑制比的缩写，它说明一颗线性稳压器能将来自电源系统的电压纹波抑制到什么样的程度，这种能力是与不同的频率有关的。在立锜科技的产品规格书中，PSRR 被定义为输出电压纹波幅度与输入电压纹波幅度的比值，因此越小的值便对应着越好的效果。

下图显示的是 PSRR 与频率之间的关系的一个例子，在其中的频率低于 10kHz 以下的区域，线性稳压器具有很高的开环增益，能对输入电压纹波形成非常有效的抑制

        当频率增加以后，线性稳压器的环路增益因带宽限制而降低，PSRR 曲线相应上翘。较高的线性稳压器负载会推动其负载极点上移，因此其单位增益频率在重负载下也会更高。在此案例中，轻负载下线性稳压器的单位增益频率大约为 300kHz，而重负载下的单位增益频率大约为 1MHz，这些信息可以从图中曲线的顶点位置上看出来。

       超过单位增益频率以后，线性稳压器对纹波便失去消除能力了，对更高频率处的纹波的衰减主要是靠稳压器输出端的电容和它内部的寄生阻抗来完成的。

静态电流 IQ：这是线性稳压器负载为零时自身消耗的电流，假如你的应用长期处于待机状态下，线性稳压器的静态电流消耗就是一个很重要的参数。

        这种类型的系统大部分时间都处于睡眠状态，只有极少时间处于活动状态。为了将这类系统的睡眠消耗降到最低，组成它的所有元件的消耗都应该是最低的，落实到线性稳压器上就要求其静态电流消耗要尽可能地低。线性稳压器的静态电流都消耗在它的内部反馈网络和驱动电路上，透过测量其接地引脚流过的电流可以测得该参数。

       立锜科技的超低静态电流线性稳压器产品采用的是动态静态电流控制技术，同时兼顾到了各种条件下的性能表现，在电池供电的应用中具有很大优势，负载待机情况下的电流消耗很低，可以有效延长电池使用时间，负载变大时又具有很好的动态性能。以输出电压为 2.8V 的 RT9063 为例，它在轻负载下的静态电流消耗维持在 1µA左右，如果用它给长期待机的 MCU 供电，对于延长电池时间是非常有利的。

        当负载电流变大以后，地电流迅速加大，对应的是线性稳压器动态特性的提升，因为负载电流一旦变大，内部的控制电路就需要消耗更多的能量去确保输出电压处于良好的稳定状态。