30多年以來,，基本的3端子穩(wěn)壓器一直是設計師工具箱中的基本構(gòu)件，而且其基本架構(gòu)沒有任何重大改變,。運用一個固定電壓基準,，電阻分壓器將輸出電壓提高到所希望的值。這類穩(wěn)壓器是非常容易使用的器件,，因此也非常流行,，但是這種簡單架構(gòu)有一些固有的缺點。
使用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的缺點之一是,，最低輸出電壓受到穩(wěn)壓器基準電壓的限制,。另一個缺點是，不容易通過并聯(lián)器件來提高可用輸出電流或分散功耗,。為了在多個穩(wěn)壓器之間分配負載,，或者必須增加大的鎮(zhèn)流電阻器，這會導致負載調(diào)節(jié)誤差,，又或者用由輸入檢測電阻器和運算放大器環(huán)路組成的復雜電路來平衡負載,，這必然破壞了本來想運用看似簡單的線性穩(wěn)壓器實現(xiàn)簡單性的承諾。
不過,，如果去掉電壓基準,，用一個精確的電流源取而代之，結(jié)果會怎么樣呢,？這樣產(chǎn)生的電路令人難以置信地簡單,，如圖1所示的方框圖。一個精確的電流源連接到放大器的非負輸入，輸出驅(qū)動一個大的NPN傳遞組件,，然后再連接至放大器的負輸入,，以提供單位增益。給年資久遠的線性穩(wěn)壓器器件引入這一小小的改變之后,，會在通用性和性能方面產(chǎn)生巨大的好處,。
圖1:LT3083方框圖
現(xiàn)在，在這種新架構(gòu)中,，若要并聯(lián)穩(wěn)壓器,，將每個SET引腳連接到一起即可，這為所有誤差放大器提供了一個共用的基準點,，從而僅用毫歐姆量級的鎮(zhèn)流電阻器就能平衡任何器件至器件的失調(diào)偏差,。突然之間，無論需要多少器件,，都可以非常容易地在器件之間分散功耗,，類似地，輸出電流也可以按需擴大,。這種架構(gòu)的美妙之處在于僅用一個電阻器就能為所有穩(wěn)壓器提供基準點,，無論使用了一個、10個還是100個穩(wěn)壓器,。此外,，該架構(gòu)允許零電阻等于零輸出，從而不再有固定基準電壓以限制可用輸出電壓范圍的低端,。
新架構(gòu)的好處
LT3080 1.1A線性穩(wěn)壓器是第一款運用精確電流源架構(gòu)的線性穩(wěn)壓器,，使它可通過并聯(lián)任何數(shù)量的LT3080以產(chǎn)生大電流、表面貼裝電源成為可能,。LT3083與 LT3080相似,，具備類似的高性能規(guī)格，但是輸出電流能力提高為3A.這種新架構(gòu)具備大量性能優(yōu)勢,。
頻率響應和負載調(diào)節(jié)是固定的
運用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器,，當通過電阻分壓器改變輸出電壓時，增益和帶寬會隨之改變,。將穩(wěn)壓器的反饋引腳旁路會影響環(huán)路響應,。負載調(diào)節(jié)幅度不是一個固定值，不過當電阻分壓器累積任何電壓偏差時,，負載調(diào)節(jié)幅度在輸出中所占百分比是固定的,。此外，該電阻分壓器也會導致累積基準電壓噪聲,。
運用電流源和單位增益緩沖器,，則可消除這些缺點,。既然誤差放大器始終處于單位增益狀態(tài)，那么頻率響應就不會作為輸出電壓的函數(shù)而改變,，或者也不會隨著跨基準點兩端實施旁路而改變,。負載調(diào)節(jié)幅度現(xiàn)在是一個固定值,，而不管輸出電壓大小,。既然旁路不會影響環(huán)路響應，那么兩個噪聲源就都消除了：運用單個電容器就可以抑制基準電流噪聲和電阻器散射噪聲,。這樣在輸出端就只剩下誤差放大器噪聲了,，而且無論輸出電壓大小，這個噪聲都保持在固定值上,。
頂尖的DC特性
LT3083的DC特性與原來的LT3080是相同的,。LT3083將NPN傳遞器件的集電極分離出來，以最大限度地降低功耗,。就誤差放大器而言,，負載調(diào)節(jié)幅度一般低于1mV，在50μA基準電流時接近不可計量,。就基準電流而言,，電壓調(diào)節(jié)不到 0.0002%/V，就誤差放大器失調(diào)而言,，電壓調(diào)節(jié)的典型值為2μV/V.基準電流的溫度特性非常出色,，在整個工作節(jié)溫范圍內(nèi)一般保持在0.2%以內(nèi)，如圖2所示,。
圖2:基準電流溫度特性
SET PIN CURRENT:SET引腳電流
TEMPERATURE：溫度
LT3083還提供了凌力爾特器件眾所周知的各種保護功能：具有安全工作區(qū)保護的電流限制功能可避免器件在短路情況下受損,；熱限制功能則可在功率耗散過大的情況下使器件處于安全狀態(tài)。
頂尖的AC特性
不要認為,，在努力實現(xiàn)高DC性能的過程中要犧牲LTC3083的AC特性,。LTC3083的瞬態(tài)響應非常出色，輸出電容低至10μF.可使用小型陶瓷電容器并無需增加ESR.跨基準電阻器使用一個旁路電容器,，可提供慢啟動功能,；輸出電壓跟隨RC時間常數(shù)，而該常數(shù)由SET電阻器和旁路電容器設定,。將器件并聯(lián)還可提供噪聲性能方面的優(yōu)勢,。將多個LT3083穩(wěn)壓器并聯(lián)，可降低輸出噪聲,，這與將n個運算放大器并聯(lián)就能以 √n 為系數(shù)降低噪聲是一樣的,。
應用
LT3083異常簡單的架構(gòu)與高性能參數(shù)使其成為一款功能強大的構(gòu)件，其適用范圍并不僅限于基本的線性穩(wěn)壓器,。該器件能非常容易地并聯(lián),，以提高輸出電流并分散熱量。主動驅(qū)動 SET引腳是完全可接受的；低失調(diào)和大的輸出電流允許在大功率級實現(xiàn)高度準確的基準電源,。通過用一個DAC驅(qū)動SET引腳,，可以實現(xiàn)數(shù)字可編程電源。沒有很大的困難就能實現(xiàn)準確的電流源,。用戶的創(chuàng)造力有多強,，該器件的用途就有多廣泛。
將穩(wěn)壓器并聯(lián)以提高電流并分散熱量
圖3顯示了怎樣將多個LT3083并聯(lián),，以提高輸出電流并分散熱量,。請注意，在穩(wěn)壓器之間平衡負載所需的鎮(zhèn)流器是最小的,。僅通過增加更多LT3083,，就有可能產(chǎn)生低噪聲和準確的大電流表面貼裝電源。功耗在并聯(lián)的穩(wěn)壓器之間均勻分布,，不過熱量管理仍然是必要的,。由于跨穩(wěn)壓器的壓降低至0.5V，所以一個3A負載相當于1.5W功耗,，從而提高了表面貼裝設計的熱性能,。
圖3:將多個穩(wěn)壓器并聯(lián)以實現(xiàn)更大的電流并分散熱量
大電流基準緩沖器
建立一個大電流基準緩沖器所需工作非常少，如圖4所示,。在這個電路中,，連接LT1019-5的輸出，以吸收穩(wěn)壓器50μA的基準電流,。該基準在整個溫度范圍內(nèi)提供0.2%的準確度,，或 10mV.由于LT3083的最大失調(diào)電壓為4mV，所以輸出準確度保持在0.3%以內(nèi),。LT3083基準電流的準確度不影響輸出容限,，而且不存在導致潛在容限偏差的電阻器。
圖4:大電流基準緩沖器
INPUT：輸入
OUTPUT：輸出
*MIN LOAD：最小負載電流
以數(shù)字方式設定的輸出
要以數(shù)字方式設定輸出電壓僅需要增加一個DAC以驅(qū)動SET引腳,。圖4突出顯示了DAC怎樣在從零到超過16V的范圍內(nèi)于1.5LSB以內(nèi)設定LT3083輸出,。在這個電路中，LTC2641-12運用 4.096V基準,，通過LT1991 （增益配置為4倍） 驅(qū)動LT3083的SET引腳,。
這仍然是由于LT3083嚴格的規(guī)格，才允許如此卓越的性能,。請記住,，當以最低輸出電壓工作時，必須滿足最小負載電流要求,。當以很低的輸入電壓工作時,，需要不到500μA的負載,，這比傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器所需的5mA至10mA負載低多了。
易用的兩端子電流源
在某些應用中,，電流源可能非常難以實現(xiàn),。有些必須以地為基準，另一些必須以正軌為基準,，而最難的設計則需要浮動的兩端子器件,。LT3083非常容易配置為兩端子電流源，只需通過調(diào)節(jié)外部電阻器的比率并增加補償就可以,，如圖5所示,。該電流源可以以地為基準,、以一個正軌為基準或完全浮動而無需擔心任何問題,。
圖5:數(shù)字可編程電源
圖6:兩端子電流源
結(jié)論
在LT3083方框圖所示的架構(gòu)看似簡單，但它的背后卻是一款高性能且高度通用的突破性構(gòu)件器件,。 LT3083整合了LT3080巨大的架構(gòu)改進以及卓越的AC和DC特性,，并增加了電流，因而可以輕松解決傳統(tǒng)型三端或低壓差穩(wěn)壓器無法對付的問題,。該器件可用于工作電壓低至0V的電源,、通過并聯(lián)以提供較大的輸出電流和分散熱量、或進行動態(tài)驅(qū)動,。大電流線性電源如今可用于表面貼裝型電路板,，而不會犧牲性能。