一、LDO的基本概念

LDO穩壓器，全稱為低壓差線性穩壓器，其工作原理與常規線性穩壓器類似，關鍵區別在于其輸出端由NPN型晶體管的共集電極結構轉變為PNP型晶體管的集電極開路結構。在這種結構中，只需通過與地的電壓差控制功率晶體管，使之達到飽和狀態，從而保證輸入電壓僅需略高于輸出電壓加上晶體管的飽和電壓，即可正常工作并提供穩定的輸出。

功率晶體管的類型

在選擇LDO的功率晶體管時，可選用雙極型晶體管或是場效應晶體管。雙極型晶體管會因基極電流引起額外的電流消耗，特別是在高輸出電壓、低輸出電流以及低輸入輸出電壓差的環境下。相比之下，場效應晶體管不存在雙極型晶體管的功耗問題，但其較高的導通門電壓和成本在一些應用中可能成為限制因素。隨著技術進步，這些缺點正在逐漸被克服。

二極管的應用策略

1. 防反接保護：在LDO電路設計中，通常會在輸入端VIN加入一個二極管（例如D1）。這樣做的主要目的是防止電源反接錯誤，同時在輸入與輸出間存在較大電壓差的情況下，該二極管還可以承擔部分熱損失，減輕LDO的熱壓力。

2. 地線端的二極管：另一種防反接設計是將二極管（例如D2）安置在系統的GND與LDO的GND之間。這種配置可以在VIN和GND接反時，阻止VIN電流流入LDO，從而保護穩壓器不受損壞。

3. 輸入輸出鉗位保護：在輸入端和輸出端之間串聯一個二極管（如D3），可以有效防止反向電壓對LDO造成損害。在LDO掉電過程中，若VOUT的下降速度慢于VIN，增加的D3可以將輸入和輸出間的電壓差限制在一個安全的范圍內，從而保護LDO。

4. 降壓與防反灌電：在某些對精度要求不是非常嚴格的應用中，可以在輸出端串聯一個二極管（如D4），通過增加額外的壓降來達到預期的電壓水平，同時也可以防止輸出電壓通過OUT腳反向流入芯片內部。

總結

在設計LDO電路時，二極管的選擇和配置是保證電路穩定性和安全性的重要環節。通過合理的二極管選型和配置，可以有效提升LDO的性能和可靠性，確保電路在各種工作條件下的正常運行。