這里所提的線性穩壓器是IC（Integrated Circuit/集成電路），與其他的IC，例如運算放大器等，同樣有表示特性或性能的規格。規格的英語為Specification，有方法、標準、基準等含義。線性穩壓器的技術規格即規格表，其中有表示輸出電壓值及其精度等。這些稱為參數。技術規格除了參數之外，還記載了最大額定值、工作保證條件、特性圖表等非常重要的信息。圖-9為基本技術規格、規格確認點及規格表例。

絕對最大額定值定義為連一瞬間都不可超過的值。其中雖然然有時會包含短路時間等時間概念的項目，不過基本上任何時間都不可超過，當然更沒有±5%的公差值。有時會出現：“超過的話會如何？”或“有多少余量？”等提問?；蛟S大家有興趣知道，不過考慮絕對最大額定值的定義后就了解這問題并沒有討論的空間，應該探討的是如何讓使用上的最大值不超過最大額定值，或是使用較充裕的最大額定值。

保證規格值的條件非常重要，例如確認施加電壓或溫度等。實際使用條件和規格要求條件未必一致。例如，如果條件為Ta=25℃，其保證值則終究為Ta=25℃下的值。然而，實際使用上并非Ta=25℃這樣的恒溫條件中。因此，查看規格值時務必確認是否為某一點值、某范圍，例如工作保證溫度的值，然后再確認實際使用條件及接近設計設備工作條件的值。附帶的特性圖表可有助于判斷。

最后，規格值會記載最小值（Min）、最大值（Max）、標準值（Typ）的任何一值或全部。其中，可以保證的只有最小值和最大值。標準值根據特性分布或統計手法，數值有“大概這么多”的含義。盡管基本上以規格值作為設計的基礎，然而到底該使用哪個值來設計才好呢？標準值的大概是什么意思？原則上來說是要以最差條件的值為基準。如何判斷就需要靠設計者的訣竅與經驗。

下面介紹線性穩壓器中最起碼必須了解和探討的7項關鍵要點規格。當然，其他規格也不能忽視。除了線性穩壓器外，充分閱讀技術規格對設計者來說也非常重要。

圖 9:技術規格、規格的確認要點

• 1) 輸入電壓范圍
• 2) 輸出電壓范圍
• 3) 輸出精度（V_REF精度）
• 4) 輸出電流
• 5) 壓差電壓
• 6) 瞬態響應特性
• 7) 紋波抑制率

輸入電壓范圍

輸入電壓范圍必須確認2個值。最大額定值所顯示的范圍有“可輸入”之意，施加電壓的范圍，并非表示在此范圍內都會正常工作所以要默認不穩定電壓的狀況，并確認是否在范圍內。

圖 10:輸入輸出的關系

區別于最大額定，還有工作輸入范圍或推薦輸入范圍項目，故以后兩者為目標。

圖10為輸入范圍、輸出范圍、以及壓差電壓的關系。有效輸入范圍為“輸出電壓＋壓差電壓到最大輸入電壓之間”。線性穩壓器只能降壓，所以輸入電壓低于“輸出電壓＋壓差電壓”無法工作。至于輸入這種電壓以下會如何則視IC電路構造而定，但大多會呈現“輸入電壓－壓差電壓”左右的電壓。不過并不能保證是否穩定工作。如果輸入電壓更低時，一般認為會突然降至0V。但在以電池驅動等應用，電路都會持續工作到電池耗盡，這類電池應用也會使用到低電壓領域。

輸出電壓范圍

圖 11

輸出電壓范圍為可變型的專用規格，固定輸出型則沒有。輸出電壓范圍，是指在支持可變上輸出電壓可設定的電壓范圍。

輸出電壓范圍基本上其可變型可設定的最低電壓為V_REF。V_REF是1-1)項工作原理中已說明的誤差放大器所連接的比較用基準電壓。工作電路無法處理低于基準電壓（V_REF）的電壓。

V_REF是IC的一部分，所以基本上無法從外部變更。一般來說，CMOS系線性穩壓器大概使用0.8V左右，而雙極是使用1.2V左右的V_REF。這里必須注意的是，例如如果需要1V輸出功率時，則不得選擇1.2V的V_REF。

圖 12

話題回到輸出電壓范圍，其最低電壓為V_REFf，最大為最大輸入電壓（V_INMAX）－壓差電壓（圖10參考）。

輸出輸入條件可根據上述關系以計算求得，但有時會因功率損耗而受限制。進行不超過Tj_MAX的熱計算，有時會因V_IN、V_OUT、I_OUT、Ta的的條件而需要權衡。

輸出精度（V_REF精度）

圖 13

輸出精度為固定輸出型輸出電壓的容許誤差。以前的標準為±5%，最近則大多為±1%的高精度。
輸出精度與溫度及輸出電流密切相關，實際上的使用狀況并非只在25℃，故設計時須參考全溫度范圍規格。

可變型方面，V_REF精度合適，將成為IC本身的精度?？勺冃偷妮敵鲭妷河捎诳捎猛庵?a target="_blank">電阻來設定，因此，可變型的輸出精度須于V_REF的精度摻入輸出設定電阻的誤差。

輸出電流
輸出電流的規格為保證可輸出最低限電流的項目，基本上想必大多規定最小值。視技術規格而定，有時以輸出電流界限（Output Current Limit）來表現。英語Limit的意義在此并非“限制”而是“界限”，如果可保證最小值，其意為“保證最小限度的電流值”，因此實際上為超過的電流。必須注意的是，有時會因誤認該值為限流值而破壞負載。此外，有些IC會規定最小值和最大值。此時最大值有電流被限制之意，為慎重起見，最好向廠商確認其限制值。

圖 14

那么，可以利用被保證的輸出電流嗎？答案是 “視條件而定”。在兼顧輸出輸入條件、周圍溫度條件的考慮下決定。這里再次陳述，對線性穩壓器而言，永遠需要熱計算，而且是重要的管理項目之一。

類似規則中，有時會顯示短路電流。短路電流是輸出引腳接地故障，也就是與GND短路時所流動的最大電流。了解此電流的話將有助于在最惡劣條件下的應對決策。

幾乎所有線性穩壓器都擁有輸出短路時的保護功能。熱關斷是代表性保護功能，檢測出芯片溫度后切斷輸出電流。線性穩壓器的芯片通過此功能而不超過限制溫度（大多在150℃前后）以上，故幾乎在任何情況下都不會損壞。而在芯片的溫度下降時，會自動復原（例如過熱閉鎖（Latch-Off）等），如果無法去除負載障礙的話，有時又會開始流出電流，間斷流動可輸出變成負載電流，也有可能在未達負載前的狀態下不受保護。

壓差電壓

圖 10:輸入輸出的關系

壓差電壓是指線性穩壓器穩定工作所必要的輸入電壓和輸出電壓的差。有時會以損耗電壓表現，當然由于為前述定義的電壓損耗，因此其意義不同于例如以12V輸入得到5V輸出時的電壓損耗為7V。壓差雖字義為釋放（Dropout），但當輸入電壓接近輸出電壓時便無法維持穩定工作，輸出會開始與輸入成比例下降。此狀態以英語的Dropout來表現，而進入此狀態的電壓，也就是穩定工作所需的輸入電壓和輸出電壓的差則稱為Dropout電壓（存在各種說法）。

先前用來表示輸出輸入電壓和壓差電壓間關系的圖10再顯示一次。如1-3）線性穩壓器電路構造和特征一項所說明，壓差電壓視IC的電路構造而定。相較于標準型，LDO的壓差電壓較低。就單純關系而言，壓差電壓越低越能以接近輸出電壓的輸入電壓工作。這在輸入電壓會變動的電池驅動應用上成了重要的規格。反之，從12V制造5V的應用上，壓差電壓并不重要。另外，壓差電壓小的話，效率是否會變好？這個問題稍后再做說明。

圖 16:壓差電壓和輸出電流

圖 17:壓差電壓

圖16和17表格為壓差電壓、輸出電流以及溫度的關系。一如所見，對于溫度或輸出電流可以說各有其適當變動的參數。如果以常溫規格勉強設計的話，有可能會因高溫而無法工作。除了壓差電壓外，特性圖表也提供了非常重要的信息。

圖 15

瞬態響應特性

瞬態響應特性如果輸出電壓通過負載電流的變動而變動時，線性穩壓器將會回到所設定輸出電壓的電壓值。從輸出電壓的變動到還原的時間稱為瞬態響應特性。嚴格來說是負載瞬態響應特性。

穩壓器的工作不就是穩壓嗎？．．．或許有人會問。的確，穩壓器會使工作穩定，只是不僅是穩壓器，任何東西在狀態變化后一直到對應都需要一定的時間。輸出的負載變動非常快速時，線性穩壓器將來不及進行反饋（穩定化）電路反應，出現負載電流急劇増加時輸出電壓下降，急劇減少時上升的現象（參考圖19、20）。

圖 19:負載電流急増例。輸出電壓會隨著振鈴逐漸恢復后瞬間下降。

圖 20:負載電流急減例。輸出電壓瞬間上升

由此可見，在負載電流急劇變化的應用上，瞬態響應特性是很重要的特性。輸出電壓通過負載變動而大變動時，如果其恢復速度慢則或許會產生電路復位或數據錯誤等故障。為使這種故障減至最小限度，必須選擇瞬態響應特性良好的線性穩壓器。之后會說明的開關穩壓器雖然也同樣具有瞬態響應特性，不過線性穩壓器的瞬態響應特性由于連續進行電路控制，故比較高速。

然而，瞬態響應特性幾乎所有情況都無法保證規格。因其受到輸出電容或配線電感值的影響，所以無法一概決定規定值。標準電路例的特性如圖表所示，此時可作為參考值。如上述，由于特性也會因PCB設計而異，故最后推薦以實機進行實測。

圖 18

紋波抑制率

圖 23

紋波抑制率是一種以輸出可以抑制多少輸入紋波電壓的規格，雖有PSRR或輸入電壓紋波抑制等稱號，然意義都相同。紋波抑制率大多以dB表示，例如如果為60dB，則表輸入的紋波可去除為1/1000。如果為100mV的紋波，則為0.1mV。

紋波抑制率如果輸入的紋波為大則很重要。最近多為開關式隱壓器，在規避噪聲的應用上也因效率等觀點而改為使用開關穩壓器。不過，在無法妥協S/N的應用上，為了去除附帶開關穩壓器輸出的開關噪聲（紋波），有時會利用線性穩壓器的紋波抑制功能。雖然確實是有效的方法之一，不過必須詳細探討輸入的紋波頻率和紋波抑制率的頻率特性。一般來說，紋波抑制性能當頻率變高時會降低。因此，當紋波頻率高時，有時獲得的效果不太好。

圖 21

圖 22

圖21為極普遍的線性穩壓器紋波抑制特性，相對于頻率，抑制率逐漸降低，由于80kH時約8dB左右，故只能去除到1/2.5。反之，開關穩壓器的開關頻率則高達數百kHz到數mega，例如600kHz的開關穩壓器的紋波如果有100mV時，則會殘留40mV的紋波。最近有針對頻率特性改良的線性穩壓器問世，圖22例中，600kHz時的紋波抑制率有28dB，故可抑制到1/25，使紋波為4mV。

審核編輯：湯梓紅