应用笔记 1853

利用外部晶体管降低线性稳压器压差

对于线性稳压电路,压差(VIN - VOUT)是在保证稳定输出的前提下输入电压最小时测得的。当电池放电至较低电压时,负载电路继续保持工作状态,因此较低的压差意味着更长的电池使用时间。借助图1所示的外部晶体管,构建一个线性稳压电路,负载电流为100mA时的压差仅为10mV (而低压差线性稳压器IC输出100mA负载电流时,压差为100mV)。利用外部晶体管还提高了负载驱动能力,负载电流可达1A。

图1. 独特的连接方式使线性稳压器IC能够调节晶体管的基极电流,从而构成具有更低压差的线性稳压电路。
图1. 独特的连接方式使线性稳压器IC能够调节晶体管的基极电流,从而构成具有更低压差的线性稳压电路。

独特的连接方式使得芯片能够驱动Q1。将引脚3与晶体管的基极连接,使基极电流经内部开关MOSFET、由引脚4流过电阻R2到地。MOSFET通过控制Q1的基极电流调节输出电压VOUT。电容C2决定了稳定环路的主极点,应选用陶瓷电容或其它具有低ESR的电容。C2产生的零极点组合提升了单位增益处的相位,进而提高了相位裕量。

当电池电压降至很低、VOUT不能获得稳定输出时,Q1处于饱和状态。此时,R2将基极电流限制到大约10mA。Q1的集电极与发射极间的饱和电压决定了这种情况下的压差(基极电流为10mA、集电极电流为100mA时的饱和电压测量值为10mV)。负载电流不同时,压差将发生变化(图2)。

图2. 图1所示电路的压差随负载电流(几乎)线性变化
图2. 图1所示电路的压差随负载电流(几乎)线性变化

该电路输出电压为3.3V时,电流可达1A。根据公式VOUT = 1.25[1 + (R3 / R4)],可在5.5V至1.25V范围内对输出电压进行调节。请参考公式R2 = (VIN(MIN) - 0.7V) / 10mA选择适当的R2值。器件较小的尺寸(IC1采用SOT23封装),使整个电路所占的电路板面积不超过0.24平方英寸。