線性穩壓器的基本概念
線性穩壓器（Linear Regulator）使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。其產品均采用小型封裝，具有出色的性能，并且提供熱過載保護、安全限流等增值特性，關斷模式還能大幅降低功耗。
線性穩壓器的工作原理
我們從一個簡單的例子開始。在嵌入式系統中，可從前端電源提供一個12V總線電壓軌。在系統板上，需要一個3.3V電壓為一個運算放大器（運放）供電。產生3.3V電壓最簡單的方法是使用一個從12V總線引出的電阻分壓器，如圖1所示。這種做法效果好嗎？回答常常是“否”.在不同的工作條件下，運放的VCC引腳電流可能會發生變化。假如采用一個固定的電阻分壓器，則IC VCC電壓將隨負載而改變。此外，12V總線輸入還有可能未得到良好的調節。在同一個系統中，也許有很多其他的負載共享12V電壓軌。由于總線阻抗的原因，12V總線電壓會隨著總線負載情況的變化而改變。因此，電阻分壓器不能為運放提供一個用于確保其正確操作的3.3V穩定電壓。于是，需要一個專用的電壓調節環路。如圖2所示，反饋環路必需調整頂端電阻器R1的阻值以動態地調節VCC上的3.3V.
圖1 電阻分壓器采用12V總線輸入產生3.3VDC
圖2 反饋環路調整串聯電阻器R1的阻值以調節3.3V
此類可變電阻器可利用一個線性穩壓器來實現，如圖3所示。線性穩壓器使一個雙極性或場效應功率晶體管（FET）在其線性模式中運作。這樣，晶體管起的作用就是一個與輸出負載相串聯的可變電阻器。從概念上說，如需構建反饋環路，可由一個誤差放大器利用一個采樣電阻器網絡（RA和RB）來檢測DC輸出電壓，然后將反饋電壓VFB與一個基準電壓VREF進行比較。誤差放大器輸出電壓通過一個電流放大器驅動串聯功率晶體管的基極。當輸入VBUS電壓下降或負載電流增大時，VCC輸出電壓下降。反饋電壓VFB也將下降。因此，反饋誤差放大器和電流放大器產生更多的電流并輸入晶體管Q1的基極。這將減小電壓降VCE,因而使VCC輸出電壓恢復，這樣一來VFB=VREF.另一方面，如果VCC輸出電壓上升，則負反饋電路采取相似的方式增加VCE以確保3.3V輸出的準確調節。總之，VO的任何變化都被線性穩壓器晶體管的VCE電壓所消減。所以，輸出電壓VCC始終恒定并處于良好調節狀態。
圖3 線性穩壓器可實現一個可變電阻器以調節輸出電壓