五大主流線性穩壓器優缺點及應用領域分析

日期:

2006年10月30日

每種線性穩壓器都各自有其優缺點，最終必須由設計師確定某種類型的穩壓器是否適合。電壓差和接地電流值主要

由線性穩壓器的旁路元件確定，在確定電壓差和接地電流值後就可確定穩壓器適用的設備類型。

目前共有五種主流線性穩壓器，包括標準NPN穩壓器、NPN旁路電晶體穩壓器、PNP旁路電晶體穩壓器、P通道FET穩

壓器和N通道FET穩壓器，每種都具有不同的旁路元件和獨特性能，分別適合不同的設備使用。

標準NPN穩壓器的優點是具有約等於PNP電晶體基極電流的穩定接地電流，即使沒有輸出電容器也相當穩定。這種穩

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壓器不適合許多嵌入式設備使用。

對嵌入式應用而言，NPN旁路電晶體穩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。不過這種穩壓

器仍不適合具有很低壓差要求的電池供電設備，因為它的壓差不夠低。其高增益NPN旁路管可使接地電流穩定在幾個毫安，

且它的公共發射極結構具有很低的輸出阻抗。

PNP旁路電晶體是一種低壓差穩壓器，其中的旁路元件就是PNP電晶體。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旁路電晶體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壽命。

另外，PNP電晶體增益較低，會形成數毫安的不穩定接地電流。由於採用公共發射極結構，因此它的輸出阻抗比較高，這意

味著需要外接特定範圍容量和等效串聯電阻(ESR)的電容器才能夠穩定工作。

由於P通道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通

道FET作為它的旁路元件。這種穩壓器的電壓差可以很低，因為很容易透過調整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通道FET的‘閘極電流’很低。然而，由於P通道FET具有相對大的閘極電容器，因此

它需要外接具有特定範圍容量與ESR的電容器才能穩定工作。

N通道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。用於旁路管採用的是N通道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器才能穩定工作，但電容器值不用很大，ESR也不重要。

N通道FET穩壓器需要充電泵來設立閘極偏置電壓，因此電路相對複雜一些。幸運的是，相同負載電流下N通道FET尺寸最多

可比P通道FET小50%。

作者：Qi Deng

資深應用工程師

類比與介面產品分部