有些應(yīng)用程序需要寬范圍的輸出調(diào)節(jié)功能，并且需要輸出的電流低于20mA。對于需要寬范圍輸出調(diào)節(jié)電壓和低電流輸出的應(yīng)用電路，采用分立組件構(gòu)成的線性穩(wěn)壓器是非常低成本高效益的解決方案（圖1）。對于需要精確輸出調(diào)節(jié)電壓和高電流的需求，我們可以選擇高性能的芯片-低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。
圖1所示的電路涉及兩個(gè)設(shè)計(jì)方面的挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)是調(diào)節(jié)到需求的穩(wěn)定輸出電壓，第二個(gè)挑戰(zhàn)是在電路短路的情況下要保持電路的安全穩(wěn)定性。下面將會介紹如何使用分立器件來設(shè)計(jì)穩(wěn)定的線性穩(wěn)壓器。
下面是對于此電路的需求：輸入電壓范圍：8.4V至12.6V。輸出電壓范圍：1.71V至3.7V。最大負(fù)載電流：最大輸出電流為Io_max = 20mA。
三極管Q1的選擇：
NPN三極管Q1是這個(gè)電路最重要的組件。我們首先要選擇這種器件。該三級管必須符合下列要求：集電極c至發(fā)射極e和基極b至發(fā)射極e的擊穿電壓必須超過最高輸入電壓Vin_max。集電極最大允許電流必須超過最大負(fù)載電流Io_max。
下面是我們選到的的NPN晶體管的關(guān)鍵特性。當(dāng)IC = 50mA時(shí)：直流（DC）電流增益hFE = 60；集電極c-發(fā)射極e最高飽和電壓VCEsat = 300mV；基極b-發(fā)射極e最高飽和電壓VBEsat = 950mV。
齊納二極管Dz的選擇
輸出電壓等于反向齊納電壓VZ減去該晶體管基極至發(fā)射極電壓VBE。因此，最低反向齊納電壓應(yīng)符合下述要求（方程式1）：
基極上拉電阻器RB
電阻RB它是為齊納二極管Dz和三極管Q1的基極提供電流。在正常運(yùn)行時(shí)，它應(yīng)提供足夠的電流。齊納二極管Dz的反向電流IZ要大于1mA，方程式2大致可以估算出運(yùn)行所需的最大基極電流：
這里是增益Hfe_min = 60。所以，IB_max ≈ 0.333mA。
方程式3大概可以計(jì)算出RB的值。
因此，RB應(yīng)該小于4.26kΩ。我們使用了4.22kΩ標(biāo)準(zhǔn)值的電阻。
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