CMOS低压差线性稳压器 王忆,何乐年 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王忆，何乐年 著

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店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030345349

商品编码：29329507099

包装：平装

出版时间：2016-04-01

基本信息

书名：CMOS低压差线性稳压器

定价：98.00元

作者：王忆,何乐年

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2016-04-01

ISBN：9787030345349

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：

商品重量：0.599kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代电子设计的基石：低压差线性稳压器精要 在日益追求便携性、高效能和小型化的现代电子设备设计浪潮中，电源管理单元扮演着至关重要的角色。其中，低压差线性稳压器（Low Dropout Linear Regulators，简称 LDO）以其简单、高效、低噪声等特性，成为了无数模拟及数字电路不可或缺的组成部分。本书旨在为工程师、学生及电子爱好者深入剖析 LDO 的设计原理、工作机制、关键技术及其在实际应用中的考量，从而帮助读者掌握这一核心功率器件的设计与应用精髓。 一、 LDO 的核心概念与优势 线性稳压器，顾名思义，其工作原理是通过一个串联的控制元件（通常是 BJT 或 MOSFET）来调节输出电压，使其保持稳定。而“低压差”则是在此基础上，强调了其仅需一个非常小的输入输出电压差（Dropout Voltage）即可正常工作的能力。这一点至关重要，尤其是在电池供电设备中，它可以最大限度地延长电池寿命，提高能源利用率。 相较于开关式稳压器，LDO 的主要优势在于： 低噪声输出： LDO 的线性调节过程本身产生的噪声极低，这对于对噪声敏感的模拟电路，如音频放大器、传感器信号调理电路、高精度ADC/DAC等至关重要。 简单易用： LDO 的外部电路设计通常非常简洁，仅需少量无源器件（如输入输出电容），易于实现和调试。 快速瞬态响应： LDO 能够快速响应负载和输入电压的变化，保持输出电压的稳定，这对于动态变化的负载需求尤为重要。 良好的电磁兼容性（EMC）： 相比开关式稳压器，LDO 的开关噪声极低，对周边电路的电磁干扰也最小。 当然，LDO 也存在一些固有的局限性，例如效率相对较低，尤其是在输入输出电压差较大或负载电流较大的情况下，大量的能量会以热量的形式耗散。因此，在设计中需要权衡 LDO 的优势和劣势，选择最适合应用场景的方案。 二、 LDO 的内部架构与关键单元分析 理解 LDO 的工作原理，离不开对其内部核心单元的深入剖析。本书将系统地讲解 LDO 的典型内部架构，并重点分析以下关键组成部分： 1. 电压基准源 (Voltage Reference): 稳压器的核心是稳定可靠的电压基准。我们将探讨各种电压基准源的实现方式，如带隙基准 (Bandgap Reference) 和二极管压降基准，分析它们在精度、温度稳定性、功耗等方面的优劣，以及如何根据具体应用选择合适的基准源。 2. 误差放大器 (Error Amplifier): 误差放大器是 LDO 的“大脑”，它负责比较反馈电压（输出电压的一部分）与电压基准源，并产生一个误差信号。本书将深入探讨不同类型的误差放大器（如跨导放大器 OTA、运算放大器 Op-Amp），分析其带宽、增益、相裕、共模输入范围等关键参数，以及这些参数对 LDO 性能的影响。 3. 串联调整元件 (Pass Element): 串联调整元件（通常是 PNP BJT 或 P-Channel MOSFET）直接连接在输入端和输出端，通过改变其导通电阻来调节输出电压。我们将详细分析 BJT 和 MOSFET 作为调整元件的驱动方式、等效电路模型，以及它们在压差、效率、功耗方面的差异。 4. 反馈网络 (Feedback Network): 反馈网络用于将输出电压的一部分分压后送至误差放大器进行比较。我们将分析分压电阻的设计原则，以及它们对输出电压精度和稳定性的影响。 5. 内部保护电路 (Internal Protection Circuits): 为了保证 LDO 的可靠工作，内部通常集成了过流保护、过温保护、反向电流保护等功能。本书将对这些保护机制进行详细介绍，分析其工作原理和设计考量。 三、 LDO 的设计参数与性能指标 在 LDO 的选型和设计过程中，理解并掌握各项关键性能指标至关重要。本书将逐一深入讲解： 1. 输出电压 (Output Voltage, Vout): LDO 的基本参数，由内部设计和外部反馈网络决定。 2. 输入电压范围 (Input Voltage Range, Vin): LDO 能够稳定工作的输入电压区间。 3. 压差电压 (Dropout Voltage, Vdo): LDO 正常工作所需的最小输入输出电压差。本书将深入分析 Vdo 受哪些因素影响，以及如何设计低 Vdo 的 LDO。 4. 输出电流能力 (Output Current Capability): LDO 能够持续提供的最大输出电流。 5. 线路调整率 (Line Regulation): 输入电压变化时，输出电压的稳定性。 6. 负载调整率 (Load Regulation): 输出电流变化时，输出电压的稳定性。 7. 电源抑制比 (Power Supply Rejection Ratio, PSRR): LDO 抑制输入端噪声的能力。本书将分析 PSRR 在不同频率下的表现，以及如何通过外部电容改善 PSRR。 8. 瞬态响应 (Transient Response): LDO 在负载电流阶跃变化时的输出电压波动情况。 9. 输出噪声电压 (Output Noise Voltage): LDO 本身产生的随机噪声。 10. 静态电流 (Quiescent Current, Iq): LDO 在无负载时消耗的电流，是衡量 LDO 效率的重要指标。 11. 热阻与功率耗散 (Thermal Resistance & Power Dissipation): 评估 LDO 在工作时散热能力的关键参数。 四、 LDO 的设计与应用考量 除了深入理解 LDO 的内部原理和性能指标，实际应用中的设计细节同样不容忽视。本书将重点探讨： 1. 外部电容的选择与布局： 输入输出电容在 LDO 工作中扮演着至关重要的角色，它们影响着 LDO 的稳定性、瞬态响应和 PSRR。我们将详细分析不同类型电容（陶瓷电容、钽电容）的适用性，以及如何根据 ESR、ESL 等参数进行选择。同时，电容的布局也直接影响着电路的性能，我们将提供优化的布局建议。 2. 稳定性分析： LDO 的稳定性是设计的重中之重，尤其是在存在 ESR 的情况下。本书将介绍 LDO 的频率响应和相裕分析方法，帮助读者理解如何确保 LDO 在各种工作条件下都能稳定运行。 3. 功耗管理与效率优化： 尽管 LDO 的效率相对较低，但在某些应用中仍是首选。本书将探讨如何通过选择合适的 LDO、优化输入输出电压差、以及利用 LDO 的低静态电流特性来降低功耗。 4. 多路供电设计： 在复杂的电子系统中，通常需要多路不同的电压供电。本书将介绍如何合理利用 LDO 解决多路供电问题，并分析不同 LDO 组合的优劣。 5. 特殊应用场景： 电池供电设备： 探讨如何利用 LDO 的低压差特性最大化电池续航。 射频 (RF) 电路： 分析 LDO 的低噪声特性如何应用于 RF 前端。 高精度模拟电路： 讲解 LDO 在 ADC/DAC、传感器等电路中的应用，以及如何选择低噪声、高 PSRR 的 LDO。 微控制器 (MCU) 供电： 介绍 LDO 在 MCU 供电中的简单设计。 五、 新型 LDO 技术与发展趋势 技术是不断进步的，LDO 领域也在不断涌现新的技术和设计理念。本书还将展望 LDO 的未来发展，介绍一些前沿技术，例如： 高效率 LDO： 介绍一些旨在提高 LDO 效率的新型拓扑结构和控制策略。 智能 LDO： 探讨集成通信接口、可编程输出电压、自适应偏置等功能的智能 LDO。 集成式电源管理单元 (PMIC)： 分析 LDO 在 PMIC 中的角色，以及 PMIC 的发展趋势。 总结 本书通过系统性的讲解和深入的分析，力求为读者构建一个全面而深入的 LDO 知识体系。从基础理论到实际应用，从核心单元到前沿技术，本书都将提供宝贵的参考和指导。无论您是初学者还是经验丰富的工程师，都能从本书中受益，掌握 LDO 的设计与应用精髓，从而在日益复杂的电子产品设计中，做出更明智、更高效的电源管理决策，为您的创新之路添砖加瓦。

评分☆☆☆☆☆

这本书所涵盖的“低压差线性稳压器”这一技术主题，在我个人的学习和工作领域中具有非常高的价值。在当今电子产品的小型化、集成化趋势下，对电源管理芯片的要求也越来越苛刻。低压差线性稳压器能够以极小的输入输出电压差工作，这对于延长电池寿命、简化电源设计至关重要。而“CMOS”工艺的应用，则意味着对功耗、集成度和成本的更高追求。这本书的出现，正好填补了我在这方面知识体系中的一部分空白。我期待书中能够提供深入的原理分析，例如不同LDO拓扑结构在CMOS工艺下的优势与劣势，以及如何针对特定应用场景进行优化设计。同时，对于一些关键的设计挑战，如稳定性问题、噪声抑制、短路保护等，我也希望能够得到详尽的解答和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

从书籍的标题和作者的署名，可以推断出这是一本偏重于理论研究和技术实现的学术专著。王忆和何乐年这几位作者的名字，在集成电路设计领域，尤其是在模拟和混合信号IC设计方面，都具备一定的知名度和学术影响力。他们的研究方向与CMOS低压差线性稳压器这一课题高度契合，这使得我对书籍的学术严谨性和内容的深度充满了期待。一本优秀的学术书籍，不仅需要有扎实的理论基础，更需要有对实际工程问题的深刻洞察和解决思路。我期望这本书能够详细阐述CMOS LDO的设计原理，包括其结构特点、工作机制、各种性能指标（如电源抑制比PSR、瞬态响应、噪声等）的分析方法，以及如何通过电路设计和器件选择来优化这些性能。同时，我也希望书中能够提及一些前沿的设计技术和工艺挑战，为读者提供一个了解最新发展动态的窗口。

评分☆☆☆☆☆

尽管我尚未深入研究书籍的内容，但仅从目录和部分章节的概览来看，这本书的选题非常具有前瞻性和实用性。低压差线性稳压器（LDO）在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，尤其是在功耗敏感的便携式设备、物联网终端以及高度集成的SoC系统中，其性能直接影响到设备的续航能力和稳定性。这本书聚焦于CMOS工艺下的LDO设计，这无疑是当前集成电路设计领域的热点之一。CMOS工艺以其低功耗、高集成度等优势，在高性能模拟和混合信号电路设计中占据主导地位。因此，深入探讨CMOS LDO的设计理论、电路架构、关键技术以及性能优化方法，对于推动相关领域的研究和应用具有重要的理论和现实意义。从我对目录的初步浏览来看，本书似乎涵盖了从基础理论到高级应用的各个层面，相信能够为读者提供一个系统而全面的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我对于这本书的潜在价值感到非常好奇。线性稳压器，特别是低压差线性稳压器（LDO），是许多电子设备中不可或缺的电源管理组件。它们之所以受到青睐，很大程度上是因为其输出电压纹波小、瞬态响应快，并且设计相对简单。然而，随着电子设备对功耗要求的不断提高，以及对电池续航能力的极致追求，对LDO的性能提出了更高的要求。CMOS工艺作为现代集成电路制造的主流技术，在LDO设计中的应用也日益广泛。这本书的标题明确指出了其核心内容——CMOS低压差线性稳压器，这暗示着它将深入探讨在CMOS工艺下，如何设计出高性能、低功耗的LDO。我推测这本书可能会涵盖诸如不同CMOS LDO架构的原理、关键电路模块的设计与分析、性能优化技术、以及可能面临的工艺挑战等内容，这些都是非常有价值的探讨方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书籍的装帧设计给我留下了深刻的印象。封面的配色采用了沉稳而富有科技感的深蓝色，搭配银色的文字，给人一种专业、严谨的视觉感受。封面中央，“CMOS低压差线性稳压器”几个大字清晰醒目，字体选择也相当考究，既有力量感又不失细腻。下方则是作者王忆、何乐年三字，字体稍小，但同样清晰可见，表明了书籍的学术属性。书脊的处理也十分细致，文字排列整齐，即使将书本放在书架上，也能轻松找到。翻开扉页，纸张的质感很好，细腻而有韧性，印刷清晰，字迹黑亮，阅读起来不会感到疲劳。内页排版疏朗有致，章节标题、正文、图表等元素之间界限分明，逻辑清晰。特别值得称赞的是，书中插入的电路图和波形图都非常清晰，线条流畅，标注准确，这对于理解复杂的电路原理至关重要。整体而言，这本书的出版质量非常高，从封面到内页，都体现出出版社对学术书籍的认真态度，这无疑为读者提供了一个舒适且专业的阅读体验。