STLQ020是一款 200 mA 超低靜態(tài)電流低壓差 （LDO） 穩(wěn)壓器，已成為 Life.Augmented 博客的好友。事實(shí)上，當(dāng)我們深入研究四合一 LDO 評(píng)估板的多重特性時(shí)，我們遇到了該組件。它仍然是目前具有最低靜態(tài)電流 （I Q ） 的快速瞬態(tài) LDO，在空載時(shí)僅為 300 nA，在 200 mA 時(shí)為 100 μA，并且在停機(jī)模式下功耗最低，僅為 1 nA。盡管在使用倒裝芯片 4 封裝時(shí)其尺寸僅為 0.8 毫米 x 0.8 毫米，但客觀上它是一款出色的移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備。這就是為什么我們想要更深入地研究使這些性能成為可能的新架構(gòu)，并了解該組件從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看將如何影響功率設(shè)備。

隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷重塑我們的技術(shù)格局，LDO 每天都在尋找新家。事實(shí)上，作為一般規(guī)則，電子系統(tǒng)將從電源汲取電流并降低其電壓，以充分為其 PCB 上的各種組件供電，從微控制器 （MCU） 到傳感器等。當(dāng)壓降很高時(shí)，線(xiàn)性穩(wěn)壓器或開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器就可以發(fā)揮作用。然而，當(dāng)壓降較低時(shí)，例如從 3.6 V 到 3.3 V，它們的架構(gòu)往往會(huì)浪費(fèi)大量能量。因此，工程師之所以使用 LDO，是因?yàn)樗鼈儼粋€(gè)快速誤差放大器，可以校正電壓變化并提供執(zhí)行小電壓降的精度和效率。

新的控制回路

正如STEVAL-LDO001V1評(píng)估板所示，不同系列的 LDO 將具有不同的優(yōu)勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備往往更喜歡那些具有低靜態(tài)電流的型號(hào)。很簡(jiǎn)單，這個(gè)測(cè)量值是指設(shè)備在小負(fù)載或空載時(shí)的電流消耗。由于傳感器大部分時(shí)間都處于深度睡眠狀態(tài)或等待打開(kāi)它們的命令，因此多個(gè)低靜態(tài)電流 LDO 的存在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生了顯著影響。此外，STLQ020 還具有快速干凈的瞬態(tài)響應(yīng)，這是設(shè)計(jì)師往往低估的一個(gè)特征。然而，它對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品至關(guān)重要，因?yàn)?PCB 上的低功耗組件需要非常穩(wěn)定的電源，無(wú)論機(jī)器處于何種狀態(tài)（例如空閑或滿(mǎn)載）。

傳統(tǒng)上，低靜態(tài)電流 LDO 對(duì)負(fù)載的顯著變化響應(yīng)緩慢。然而，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)能夠?qū)ζ秒娐愤M(jìn)行實(shí)質(zhì)性和快速更改的架構(gòu)，我們能夠提出一個(gè)可以更好地適應(yīng)系統(tǒng)電氣需求的控制回路。例如，在低負(fù)載時(shí)，控制回路很慢，從而提高了靜態(tài)電流。它還可以非?？焖俚靥岣咂湫阅芤钥焖夙憫?yīng)更高的負(fù)載，從而提供與具有更高靜態(tài)電流的更傳統(tǒng) LDO 類(lèi)似的瞬態(tài)響應(yīng)。因此，STLQ020 的控制回路是獨(dú)一無(wú)二的。我們的工程師從LD39130S中汲取了一些靈感這也提供了低靜態(tài)電流。然而，通過(guò)完全重新設(shè)計(jì)控制回路的行為，他們能夠超越以前的可能。

穩(wěn)定的 LDO，即使在 100，000 Hz 時(shí)也是如此

STLQ020 在寬頻率范圍內(nèi)的 PSRR

STLQ020 的新架構(gòu)還提供了良好的電源抑制比 （PSRR）。該值以分貝為單位，衡量設(shè)備在輸入電壓變化的情況下調(diào)節(jié)其輸出的能力。在一個(gè)完美的世界中，PSRR 將是無(wú)限的，這意味著無(wú)論輸入中的紋波如何，輸出都將保持不變。在現(xiàn)實(shí)生活中，我們通過(guò)測(cè)量頻率范圍內(nèi)的輸出變化來(lái)評(píng)估設(shè)備在各種條件下的性能。這個(gè)值對(duì)于射頻應(yīng)用或帶有小電池的產(chǎn)品尤其重要，因?yàn)樗鼈兏菀资艿礁蓴_或固有限制導(dǎo)致的輸入中不成比例的紋波的影響。

由于 PSRR 緊跟瞬態(tài)響應(yīng)，因此 STLQ020 的性能不足為奇。LDO 沒(méi)有業(yè)內(nèi)最好的 PSRR，但它的性能比競(jìng)爭(zhēng)的低靜態(tài)電流 LDO 好得多，它正在改變行業(yè)。傳統(tǒng)上，這些類(lèi)型的 LDO 在大約 1000 Hz 之前表現(xiàn)良好。之后，PSRR 下降到接近 0 dB，這意味著調(diào)節(jié)器不再執(zhí)行其工作，而是像一根電線(xiàn)一樣讓電流通過(guò)而無(wú)需任何調(diào)節(jié)。因此值得注意的是，盡管頻率高達(dá) 100，000 Hz，STLQ020 仍可將 PSRR 保持在大約 40 dB 和 70 dB 之間。 因此，構(gòu)建射頻或依賴(lài)傳感器的系統(tǒng)的工程師可以考慮我們的設(shè)備，而不是具有更高靜態(tài)電流的更經(jīng)典模型。

下一代低靜態(tài)電流 LDO

新架構(gòu)非常成功，我們開(kāi)始與其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)一起采用它。控制回路打開(kāi)了通向新性能水平的大門(mén)，我們很高興將同樣的創(chuàng)新引入其他產(chǎn)品系列。但是，我們也知道這種方法不會(huì)適用于每個(gè) LDO。一些應(yīng)用程序不需要這種性能水平，設(shè)計(jì)人員有時(shí)會(huì)選擇具有更高靜態(tài)性能的設(shè)備，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)足夠好。這正是為什么我們的開(kāi)發(fā)板提供四種不同的 LDO 來(lái)幫助工程師評(píng)估什么是可能的以及他們需要什么。我們還提供 STLQ020 的可調(diào)版本。它采用DFN6-2×2封裝，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)改變PCB上的兩個(gè)電阻來(lái)修改輸出電壓，這將有助于調(diào)試和原型設(shè)計(jì)。

審核編輯：郭婷