获得高输出电流的三种方法介绍
lt0342是一款200ma，1.8v至20v输入线性稳压器，适用于低噪声rf和无线电路。它具有业界领先的0.8μv rms 输出噪声（10hz至100khz）和1mhz时令人印象深刻的79db psrr。一些客户已经要求在保持低噪声和高psrr的同时将电流增加到200ma以上。本文介绍了获得更高输出电流的三种方法，并提供了实用的输入，以帮助您确定哪种方法最适合您的电路条件。这三种方式是：
使用外部pnp晶体管
使用外部npn晶体管
并行使用多个lt3042
选择的pnp和npn功率晶体管分别是安森美半导体d45vh10和d44vh10。
线性稳压器和psrr
有几个因素决定了线性稳压器的psrr。这些包括内部控制环路的开环增益，误差放大器的带宽，单位增益频率，输出电流，输出电容的有效串联电阻（esr）和温度影响。由于lt3042已经包含一个内部传输晶体管并具有预定的调节环路，因此这些参数中的一些已经固定。我们可以做的是调整pnp和npn电路以优化电路性能。
lt3042线性稳压器
首先观察噪声频谱密度与lt3042的频率。注意如何增加c set 电容（参考电压两端的电容）可以改善低频噪声密度，增加输出电容（c out ）可以提高噪声密度。频率范围为300khz至2mhz。
lt3042在接近其压差时保持出色的psrr。下图显示psrr是输入/输出差分电压的函数。在200ma负载下，典型的压差为350mv。高于1v输入/输出差分，对于100khz至2mhz的频率，psrr大于70db。
外部pnp晶体管电路
对于pnp电路，我们可以调节发射极和基极之间的阻抗网络，并调节输出电容。 d45vh10g晶体管的基极和发射极之间的10ω电阻限制了从lt3042的基极到in引脚的电流。该电阻值越高，瞬态响应越快，psrr越高。但是，该电阻越高，系统就越不稳定。因此，我们添加一个22uf电容串联，0.2ω电阻，以确保稳定性。这些值是凭经验获得的。电容值越高，psrr越高。使用具有低有效串联电阻（esr）和低有效串联电感（esl）的输出电容也可获得最佳性能。选择10uf电容。
测试结果如下所示。第一张图是电路的噪声频谱密度图与1a频率的比较，而lt3042的噪声频谱密度图为0.2a。请注意，外部pnp电路的性能类似于大约1mhz。在1mhz时，两个图形发散，pnp电路显示噪声密度急剧下降，然后在较高频率处显着增加。
左下图显示了采用2v输入/输出差分实现外部pnp解决方案时的psrr与频率的关系。注意psrr仍然非常好（70db psrr意味着任何开关噪声衰减大约3000），但psrr性能下降10db（与没有pnp的lt3042相比）意味着没有pnp的lt3042要好3倍。注意当负载电流减小时psrr如何改善。右图显示了当输入/输出电压差增加时psrr如何变化。按照最高psrr的顺序列出结果，得到100khz，2mhz，500khz，然后是1mhz。
外部npn晶体管电路
现在让我们将分析转移到使用npn晶体管来增加输出电流，如下面的电路所示。在正常操作（没有外部晶体管）下，out引脚直接连接到outs（输出电压检测引脚）。但是，为了提高电路稳定性，调整out和outs引脚之间的阻抗网络。 10kω电阻限制从基极直流到outs的电流。 10uf电容可稳定系统。
下图显示了200ma lt3042电路与1a lt3042 plus npn解决方案之间的噪声密度差异。 npn解决方案具有稍高的噪声密度，直到大约100khz，但其噪声密度显着下降。接近3mhz时，图形交叉。
下图和左图显示了npn电路的psrr与频率的变化，使用与pnp电路相同的条件。比较这些结果揭示了类似的负载电流趋势，即：psrr随负载电流的增加而增加。两个电路（例如1a）的输出电流相似，npn电路的psrr值（60db）要低得多，并随着频率的增加而相当稳定地上升到接近80db; pnp电路数据呈弓形 - 它从高psrr（80db）开始，下降到大约60db，然后在更高的频率再次上升到大约70db。
现在观察右边的psrr与v in -to-v out 差分图。即使输出电流略低于上述类似的pnp电路（1a对1.5a），也可以进行一些一般性的观察。首先，随着mosfet接近压降，psrr会降低。此外，当v in -to-v out 差分大于3.5v时，psrr提高至少20db。对于npn电路，首先列出的最佳psrr的频率排名，从最高到最低为：2mhz，1mhz，100khz和500khz。注意这与pnp电路有何不同，pnp电路的频率等级顺序为100khz，2mhz，500khz，然后是1mhz。
接下来观察pnp和npn电路的瞬态响应。通过1a负载阶跃，npn电路表现出更长的建立时间，但峰值电压较低，大约为25％。突出上述差异的目的不是要详细解释原因，而是要说明不同的元件和电路条件如何影响电路的工作。如果没有正确的理解和评估，这些差异可能导致性能，稳定性和可靠性问题。
并联lt3042的
另一个增加输出电流的方法是与多个lt3042的输出并联。 lt3042具有片内精密电流源参考，使输出和电流共享并联非常简单。每个输出端都需要一个小镇流电阻，以防止输出相互抵抗。下图显示了四个lt3042，其输出并联以获得0.8a解决方案。
并联设备的一个关键优势是它可以降低输出噪声频谱密度。为了更好地理解这种情况发生的原因，请参考博客“并联放大器提高snr性能”虽然本博客讨论了放大器噪声，但同样的概念可以应用于线性稳压器输出噪声。下图显示了lt3042，lt3042外部pnp晶体管，lt3042外部npn晶体管和并联lt3042电路的结果。正如所料，并行解决方案具有最佳性能。
并联设备的另一个优点是psrr不会降低;与npn和pnp电路不同，它如下图所示保持相对恒定。 npn电路数据为浅棕色，pnp数据为蓝色，lt3042数据为红色，并联lt3042电路数据为绿色。红线和绿线非常相似;并联电路在频率上保持高psrr。
最后，并联的lt3042电路具有最佳的瞬态响应，正如人们所期望的那样。增加的npn和pnp电路电路使控制回路复杂化并减慢瞬态响应。有四个lt3042并联（800ma），瞬态响应具有较小的过冲和下冲，并且比1a pnp电路快约20倍，比1a npn解决方案快100倍。
总之，有几种方法可以增加超低噪声，超高psrr lt3042的输出电流。根据上述数据，并联解决方案可产生最佳psrr，最佳噪声频谱密度和最佳瞬态响应。如果其中任何一个是关键设计规范，那么建议使用此解决方案。该解决方案还提供限流和热关断保护。然而，折衷是解决方案成本。
当需要大于1a的输出电流时，pnp解决方案更具成本效益并且具有更好的psrr。它具有1.5v（近似）压差，不提供热关断保护。
npn解决方案还具有成本效益，当输出电流小于1a时具有更好的psrr。它还具有1.5v（近似）压差，不提供热关断保护。
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左下图显示了采用2v输入/输出差分实现外部pnp解决方案时的psrr与频率的关系。注意psrr仍然非常好（70db psrr意味着任何开关噪声衰减大约3000），但psrr性能下降10db（与没有pnp的lt3042相比）意味着没有pnp的lt3042要好3倍。注意当负载电流减小时psrr如何改善。右图显示了当输入/输出电压差增加时psrr如何变化。按照最高psrr的顺序列出结果，得到100khz，2mhz，500khz，然后是1mhz。
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下图显示了200ma lt3042电路与1a lt3042 plus npn解决方案之间的噪声密度差异。 npn解决方案具有稍高的噪声密度，直到大约100khz，但其噪声密度显着下降。接近3mhz时，图形交叉。
下图和左图显示了npn电路的psrr与频率的变化，使用与pnp电路相同的条件。比较这些结果揭示了类似的负载电流趋势，即：psrr随负载电流的增加而增加。两个电路（例如1a）的输出电流相似，npn电路的psrr值（60db）要低得多，并随着频率的增加而相当稳定地上升到接近80db; pnp电路数据呈弓形 - 它从高psrr（80db）开始，下降到大约60db，然后在更高的频率再次上升到大约70db。
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最后，并联的lt3042电路具有最佳的瞬态响应，正如人们所期望的那样。增加的npn和pnp电路电路使控制回路复杂化并减慢瞬态响应。有四个lt3042并联（800ma），瞬态响应具有较小的过冲和下冲，并且比1a pnp电路快约20倍，比1a npn解决方案快100倍。
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当需要大于1a的输出电流时，pnp解决方案更具成本效益并且具有更好的psrr。它具有1.5v（近似）压差，不提供热关断保护。
npn解决方案还具有成本效益，当输出电流小于1a时具有更好的psrr。它还具有1.5v（近似）压差，不提供热关断保护。
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