Part 01 前言
在低壓差線性穩壓器LDO設計選型中,功耗優化是硬件工程師關注的重點,而Quiescent Current靜態電流和Standby Current待機電流作為LDO的核心參數,直接影響電源的效率和電池壽命(采用電池供電時)。接下來就詳細講解這兩種電流的定義、特性、影響因素以及選型關注點。
Part 02 Quiescent Current
Quiescent Current靜態電流,也稱為地電流,是LDO輸入電流Ii與輸出電流Io之間的差值,公式為:
Quiescent Current有什么用呢?
這一電流主要用于支持LDO內部電路的偏置,包括帶隙參考電壓、采樣電阻和誤差放大器的電流,以及串聯調整元件的門極驅動電流。這些電流不直接貢獻于輸出功率,因此是LDO功耗的重要組成部分。
Quiescent Current有哪些影響因素呢?
對于雙極晶體管(如PNP或NPN型LDO),靜態電流隨輸出電流成正比增加,因為BJT是一種電流驅動器件。此外,在Dropout區域(輸入輸出電壓差小于Dropout Voltage 時),靜態電流可能因基極與發射極之間的寄生電流路徑而進一步增加。對于MOS晶體管(PMOS或NMOS型LDO),靜態電流幾乎與負載電流無關,保持近似恒定,因為MOS是一種電壓驅動器件。靜態電流主要由帶隙參考、采樣電阻和誤差放大器的偏置電流決定。
另外環境溫度會影響靜態電流,特別是在高溫下,內部電路的漏電流可能略有增加。
低靜態電流是提升LDO效率的關鍵。例如,在電池供電設備中,降低Iq可延長待機時間。MOS型LDO因其恒定且較低的Iq更適用低功耗應用。
Part 03 Standby Current
Standby Current待機電流是LDO在輸出電壓被關閉時的輸入電流(EN腳拉低)。此時,參考電壓和誤差放大器不再加載,LDO進入低功耗模式。此時待機電流主要由內部控制電路的最小維持電流組成。待機電流典型值通常遠低于靜態電流,具體取決于LDO的設計,一般在微安級甚至納安級。
總結來說靜態電流是在正常調節輸出電壓時的電流,而待機電流僅在LDO輸出禁用模式下有效。靜態電流包括調整元件的驅動電流,而待機電流主要由內部偏置電路的最低維持電流決定。
如果你的LDO是用來給MCU供電的,MCU休眠之后如果要保持給MCU一個供電,那LDO就不能工作在shutdown模式下,也就是LDO的輸出電流很小,但是不能為0,此時就需要關注靜態電流了!