电压稳压器内部结构和工作原理案例分析：深入探讨实例帮助理清概念

电压稳压器内部结构

为了进一步理解线性型电压稳压器的工作原理，首先考虑IC内部的各模块构成和作用。

电压稳压器的内部大致分为4个模块。

(a)基准电压 (VREF : Voltage Reference)

IC内部的基准电压。

电压稳压器作为误差放大器比较用的基准电源使用。

在实际的IC中，误差放大器以外的模块也使用基准电压。

(b)反馈电阻（反馈电阻：RFB1、RFB2）

把输出电压分压，产生误差放大器的比较电压。

在实际的IC中，通过改变RFB1和RFB2的比率，调整为输出所需的设定输出电压。

(c)误差放大器（Error AMP）

通过比较基准电压和反馈电阻的反馈电压，控制驱动晶体管/FET以达到所需的设定输出电压。

由于电压稳压器进行负反馈控制，因此控制驱动晶体管/FET，使基准电压和反馈电阻的反馈电压相同。
通过该负反馈操作，无论输入电压或输出电流如何，调整驱动晶体管/FET的电阻值，使输出电压恒定。

(d)驱动晶体管/FET

根据来自误差放大器的信号，变更电阻值的晶体管/FET。
一般使用Pch FET的产品很多，但也有使用Nch FET和PNP/NPN晶体管的产品。
即使晶体管/FET的种类不同，调整电阻值的作用是一样的。

电压稳压器的工作原理

关于电压稳压器的工作原理，是根据输入电压和输出电流调节驱动晶体管/FET 的电阻值，使输出电压保持恒定。在此说明如何根据输入电压和输出电流，调节驱动晶体管/FET的电阻值，使输出电压保持恒定。
驱动器FET的电阻值控制是通过使用误差放大器的反馈电路（负反馈电路）调整驱动器FET的栅极电压（=误差放大器的输出）来进行的。
具体来说，通过误差放大器进行“输出电压的分割电压：FB”和“基准电压：VREF”的比较，调整驱动器FET的栅极电压，使差值为零，从而使输出电压保持一定。
光是这个说明很难掌握其中的含义，所以用简单的例子来了解误差放大器的工作原理。

案例1:输出电压低于设定输出电压时

输出电压低于设定输出电压时，FB电压低于误差放大器的基准电压VREF，使误差放大器的输出电压降低。
误差放大器的输出是输入Pch驱动器FET的栅极，降低Pch驱动器FET的导通电阻“Ron”。
Pch驱动器FET的导通电阻“Ron”下降时，驱动器FET的电压下降会减少，因此输出电压会上升。通过该操作，比设定输出电压低的输出电压会上升。
该操作将持续到输出电压等于设定输出电压值为止。

VOUT↓ ⇒ FB < VREF

⇒ Error AMP : Low ⇒ Pch Driver “Ron↓”

也就是说

如果VOUT低于设定值，则降低Pch驱动器Ron，提高VOUT

由此，使VOUT稳定在设定值。

案例2:输出电压高于设定输出电压时

输出电压高于设定输出电压时，误差放大器的FB电压高于基准电压VREF，使误差放大器的输出电压上升。
误差放大器的输出是输入Pch驱动器FET的栅极，提高Pch驱动器FET的导通电阻“Ron”。
Pch驱动器FET的导通电阻“Ron”上升时，驱动器FET的电压下降会增加，因此输出电压下降。通过该操作，比设定输出电压高的输出电压会下降。
该操作将持续到输出电压等于设定输出电压值为止。