线性稳压器——用途、基本参数和开关电路
也许在今天，任何电子板都离不开至少一个恒定电压源。微电路形式的线性稳压器通常用作此类电源。与带有变压器的整流器不同，其中电压以某种方式取决于负载电流并且可能由于各种原因而略有变化，集成微电路 - 稳定器（稳压器）能够在精确定义的范围内提供恒定电压负载电流。
这些微电路建立在场效应晶体管或双极晶体管的基础上，在有源模式下连续运行。线性稳压器的微电路晶体上除了稳压管外，还安装了控制电路。
从历史上看，在能够以微电路的形式制造这种稳定器之前，存在着解决参数温度稳定性问题的问题，因为在运行期间随着加热，微电路节点的参数会发生变化。
解决方案出现在 1967 年，当时美国电子工程师 Robert Widlar 提出了一种稳定器电路，其中一个调节晶体管将连接在一个未调节的输入电压源和一个负载之间，一个带有温度补偿参考电压的误差放大器将出现在控制电路。因此，线性集成稳定器在市场上的受欢迎程度迅速上升。
看看下面的照片。此处显示的是线性稳压器（例如 LM310 或 142ENxx）的简化图。在该方案中，同相负电压反馈运算放大器利用其输出电流控制调节晶体管VT1的解锁程度，其与公共集电极-射极跟随器连接在电路中。
运算放大器本身由单极正电压形式的输入源供电。而且这里虽然负电压不适合供电，但是运算放大器的供电电压可以加倍没有问题，不用担心过载或损坏。
结论是深度负反馈抵消了输入电压的不稳定性，该电路中输入电压的值可以达到 30 伏。因此，固定输出电压范围为 1.2 至 27 伏，具体取决于芯片型号。
稳定器微电路传统上具有三个引脚：输入、公共端和输出。该图显示了作为微电路一部分的差分放大器的典型电路，以获得参考电压 应用齐纳二极管.
在低压稳压器中，参考电压是在间隙处获得的，正如 Widlar 在他的第一个线性集成稳压器 LM109 中首次提出的那样。分压器安装在电阻器 R1 和 R2 的负反馈电路中，根据公式 Uout = Uvd (1 + R2 / R1)，输出电压与参考电压成正比。
稳压器内置的电阻R3和三极管VT2起到限制输出电流的作用，因此如果限流电阻上的电压超过0.6伏，则三极管VT2立即导通，使主控三极管VT1的基极电流有限的。事实证明，稳定器正常工作模式下的输出电流被限制在 0.6 / R3。调节晶体管消耗的功率取决于输入电压，等于 0.6 (Uin - Uout) / R3。
如果由于某种原因在集成稳压器的输出端发生短路，则晶体上的耗散功率不应像以前那样留下，与电压差成正比，与电阻 R3 的阻值成反比。因此，该电路包含保护元件 - 齐纳二极管 VD2 和电阻器 R5，其操作根据电压 Uin -Uout 的差异设置电流保护水平。
从上图中可以看出，最大输出电流取决于输出电压，因此线性稳压器的微电路得到了可靠的过载保护。当电压差Uin-Uout超过齐纳二极管VD2的稳压电压时，电阻R4和R5的分压器会在晶体管VT2的基极产生足够的电流使其截止，进而引起基极限流增加调节晶体管VT1。
最新型号的线性稳压器，如ADP3303，在晶体被加热到165°C时输出电流急剧下降时，配备了热过载保护。需要上图中的电容来均衡频率。
顺便说一句，关于电容器。通常在集成稳定器的输入和输出端连接最小容量为 100 nf 的电容器，以避免微电路内部电路的误激活。同时，也有所谓的无电容稳压器，如REG103，不需要在输入输出端加稳压电容。
除了输出电压固定的线性稳压器外，还有输出电压可调的稳压器。其中，电阻器 R1 和 R2 的分压器缺失，晶体管 VT4 的基极引出到芯片的单独支路，用于连接外部分压器，例如在 142EN4 芯片中。
更现代的稳定器，其中控制电路的电流消耗减少到几十微安，例如 LM317，只有三个引脚。公平地说，我们注意到今天也有高精度稳压器，例如 TPS70151，由于存在多个附加引脚，因此可以对连接线应用压降保护、负载放电控制等.
上面我们说的是正稳压器，相对于普通导线而言。类似的方案也用于稳定负电压，仅将输入的输出电压与公共点电隔离就足够了。然后将输出脚接公共输出点，负输出点就是接稳压芯片公共点的输入负点。像 1168ENxx 这样的负极性稳压器非常方便。
如果需要同时获得两个电压（正极性和负极性），那么为此有特殊的稳定器可以同时提供对称稳定的正电压和负电压，只需施加正输入电压和负输入电压就足够了到输入。这种双极稳定器的一个例子是 KR142EN6。
上图是它的简化图。这里，差分放大器 #2 驱动晶体管 VT2，因此观察到等式 -UoutR1 / (R1 + R3) = -Uop。放大器#1 控制晶体管 VT1，使电阻器 R2 和 R4 连接处的电位保持为零。如果同时电阻 R2 和 R4 相等，则输出电压（正负）将保持对称。
为了独立调整两个（正和负）输出电压之间的平衡，您可以将额外的微调电阻器连接到微电路的特殊引脚。
上述线性稳压电路的最小压降特性为3伏特。这对于电池或电池供电的设备来说是相当多的，并且通常希望最小化电压降。为此，输出晶体管制成pnp型，使差动级的集电极电流与调节晶体管VT1的基极电流同时。最小电压降现在大约为 1 伏特。
负电压稳压器以类似的方式运行，具有最小的压降。例如，1170ENxx 系列稳压器具有约 0.6 伏的电压降，并且在负载电流高达 100 毫安时采用 TO-92 外壳制造时不会过热。稳定器本身消耗的电流不超过 1.2 mA。
这种稳定器被归类为低压降。基于 MOSFET 的稳压器甚至可以实现更低的压降（在 1 mA 芯片电流消耗下约为 55 mV），例如 MAX8865 芯片。
一些稳定器型号配备了关断引脚，以降低设备在待机模式下的功耗——当向该引脚施加逻辑电平时，稳定器的功耗几乎降至零（LT176x 系列）。
谈到积分线性稳定器，他们注意到它们的特性，以及动态和准确的参数。
精度参数有稳定系数、输出电压设置精度、输出阻抗和电压温度系数。这些参数中的每一个都在文档中列出；它们与输出电压的精度有关，具体取决于输入电压和晶体的当前温度。
针对不同频率的负载电流和输入电压设置纹波抑制比和输出阻抗等动态参数。
输入电压范围、额定输出电压、最大负载电流、最大功耗、最大负载电流下的最大输入和输出电压差、空载电流、工作温度范围等性能特性，所有这些参数都会影响选择一个或一个other.stabilizer 用于某个电路。
以下是包含线性稳定器的典型和最受欢迎的电路：
如果需要提高输出电压固定的线性稳压器的输出电压，则在公共端串联一个稳压二极管：
为了最大化允许的输出电流，一个更大功率的晶体管与稳压器并联，将微电路内部的调节晶体管变成复合晶体管的一部分：
如果需要稳定电流，则按以下方案开启稳压器。
在这种情况下，电阻两端的电压降将等于稳定电压，如果稳定电压高，这将导致显着的损耗。在这方面，选择输出电压尽可能低的稳压器会更合适，例如1.2伏的KR142EN12。