2 線性電源

線性電源是指調整管工作在線性狀態下（就是工作在放大區）的直流穩壓電源。

線性電源由于調整管工作在線性狀態下，故壓降將100%以熱能的形式消耗在調整管上，P=（Vin-Vout）*I。當然帶來了低EMI和低紋波的優勢。

一般線性電源分為三端穩壓器、LDO（low dropout regulator,低壓差線性穩壓器），故其實LDO是三端穩壓器的子集。

2.1 三端穩壓器

三端穩壓器是一種串聯型穩壓電路。主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩壓器，另一種輸出電壓是可調的，稱為可調輸出三端穩壓器。

1）一種簡易原理模型如下：

原理如下：

利用穩壓二極管特性，使三極管的基極獲得輸出電壓+0.6V（PN結壓降）。

選取合理R值，使三極管工作在放大區，此時時三極管的發射極就得到了想要的輸出電壓。

2）分壓調整輸出三端穩壓器的原理框圖如下，工作原理基本同上：

2.1.1固定輸出三端穩壓器

固定三端穩壓器的通用產品有78系列（正電源）和79系列（負電源）。輸出電壓由具體型號中的后面兩個數字代表，有5V，6V，8V，9V，12V，15V，18V，24V等檔次。輸出電流以78（或79）后面加字母來區分L表示0.1；AM表示0.5A，無字母表示1.5A，如78L05表示5V 0.1A。

當然78系列的三端穩壓器原理框圖不會像我們介紹原理時那么簡單，會有啟動、保護電路、放大比較及調整電路等設計。

一般使用時，推薦在輸入輸出端，反向并聯二極管，防止輸入端短路時，輸出端殘留電壓擊穿三極管。

配合外圍電路設計，78系列穩壓器還可以實現擴流、電壓調整（升壓）、電流源等功能。

2.1.2可調輸出三端穩壓器

可調輸出三端穩壓器應用最為廣泛當屬LM317。

原理簡易模型如下：

同78系列穩壓器一樣，LM317也同樣有很多種通過外圍電路設計，拓展很多功能，這里就不介紹了。

2.2 LDO

LDO即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩壓器，這是相對于傳統的三端穩壓器來說的。

原理模型如下，可看出其與傳統三端穩壓器最大的區別為調整管由三極管更換場效應管，實現了低壓降的功能：

LDO工作原理與三端穩壓器基本一樣，這里不再描述。

2.3 三端穩壓器與LDO對比分析

1）最小壓降：兩者最大的差別，主要由三極管和場效應管的導通原理及特性決定。一般三端穩壓器的最小壓降在23V，而LDO則可以低到150300mV。當然這不并意味LDO無法容忍大壓降，在散熱和輸入電壓滿足情況下，部分LDO也做到20V左右的壓降。

2）體積：由于壓降全部消耗在調整管上，故相同負載下，LDO可以允許更小的體積。

3）價格：三端穩壓器由于工藝簡單，成本很低。當然考慮到體積及散熱，使用LDO成本可能并不會高。

4）最大輸入電壓：由三極管和場效應管擊穿電壓決定。一般的 LDO最大只有20V左右的輸入電壓，而三端穩壓器很容易40V以上的最大輸入電壓。

5）靜態電流：三端穩壓器的靜態電流一般在mA級別，而LDO的靜態電流可以做到100uA左右，甚至不到10uA。

6）輸出精度及噪聲：LDO由于使用更低、更精密的基準器件，一般具有更高的輸出精度和更低的噪聲。

7）大多數LDO具備更精細的設計，故在電源抑制比、負載瞬態方面也有更好的效果。

這里涉及了很多電源指標，講解完電源的工作原理及特性，我們會詳細介紹下這些指標的意義。