核心关键词：线性稳压器、LDO、效率计算、低压差、稳压原理、热设计、电源噪声、选型技巧
线性稳压器是什么？一句话说清它的本质
线性稳压器（Linear Regulator），最常见的形式是 LDO（Low Dropout Regulator）。它通过可变电阻方式的串联晶体管，把多余的电压以热能形式“烧掉”，从而让负载得到精准且纹波极低的直流电压。
工作原理拆解：三个引脚的魔法
| 引脚 | 作用说明 |
|---|---|
| VIN | 电源输入，需高出 VOUT 一定压差 |
| VOUT | 稳压输出给负载 |
| GND | 公共地 |
在内部，高增益误差放大器监测 VOUT，实时调节晶体管导通程度，实现“输出变了→管子电阻跟着变”的快速闭环控制。关键前缀的解释：
- 线性 = 晶体管工作在线性区，不是开关状态
- 低压差 = 输入只需比输出高 0.1–0.3 V 还可稳得住（举例：电池 3.6 V → 3.3 V 仍可用）
效率计算：一点就通
公式：
η = (VOUT / VIN) × 100%- 12 V → 5 V/1 A 时 η≈41.7%，剩余 58.3% 直接变成热量
- 3.6 V → 3.3 V/200 mA 时 η≈91.7%，发热量寥寥
因此，压差越小、利用率越高，这也是 LDO 在电池末端特别吃香的原因。
优点 & 缺点速览
优点
- 超干净：输出纹波 <1 mV，没有开关噪声
- 瞬态快：µs 级响应，为 RF、ADC、PLL 等对噪声敏感的模拟电路护航
- 极简：最少仅一颗输入电容 + 一颗输出电容，即可完成布局
缺点
- 效率受制于压差，高压差场景下发热显著
- 大电流受限：>3 A 需巨型散热片，不如开关稳压器合算
核心参数选型秘籍
| 参数 | 关联关键词 | 选型提示 |
|---|---|---|
| Dropout Voltage | 压差能否满足 | 越低越好，<200 mV 可延长电池寿命 |
| PSRR | 纹波抑制 | 高 PSRR>70 dB 对 RF、音频电路更友好 |
| IQ | 静态电流 | 手持设备请选 <50 µA，以减待机能耗 |
| Thermal Resistance | 散热路径 | 计算功耗 Pd = (VIN-VOUT)×IOUT，再看 θJA |
热计算四步曲（附实例）
场景：
- VIN = 12 V
- VOUT = 5 V
- IOUT = 0.5 A
- 选 SOT-223 封装（θJA = 62 °C/W）
- 功耗 Pd = (12 - 5)×0.5 = 3.5 W
- 结温 Tj = 25 °C + 3.5 × 62 ≈ 242 °C
- ❌ 芯片已超 125 °C 极限
- 解决：换 DCDC 前置降压→再用 LDO 二级稳压，或接入 ≥10 cm² 铜箔散热
线性 vs 开关稳压器：何时用谁？
| 使用场景 | 首选类型 | 理由 |
|---|---|---|
| 电池末级给 MCU、DAC | 线性稳压器 | 超低纹波、无 EMI |
| 12 V→3.3 V/2 A 主供电 | 开关稳压器 | 效率 >85%，减小散热 |
| RF 收发机 1.8 V 供电 | 线性稳压器 | 纹波 <1 mV，PSRR > 80 dB，保证信号纯度 |
| 混合方案 | “DCDC+LDO”二级 | 兼顾效率与纯净 |
FAQ：设计师最关心的 5 个问题
Q1: LDO 能升压吗？
A: 不能。线性结构只能降压，需要升压请选 Boost DC/DC。
Q2: 输入瞬间飙升 40 V，LDO 会烧毁吗？
A: 绝大多数 LDO 无耐高压能力，需前置 TVS 或 LDO 专用高耐压系列（如 60 V 输入的器件）保护。
Q3: 可以避免巨大散热片吗？
A: 可以。降低 VIN（先 DCDC 预降压）+ 并联多颗 LDO + 大面积铜箔。
Q4: 为什么有时空载也烫手？
A: 关注内部损耗 IQ × VIN。选择超低 IQ (<1 µA) 系列可明显降温。
Q5: LDO 并联输出可行吗？
A: 可行但需谨慎：精密同批次器件 + 小阻值串联均流电阻（0.1–0.2 Ω）更为稳妥。
实战案例：3.3 V 传感器节点低功耗电源
- 前端：锂离子 4.2 V→3.7 V
- LDO：选择 3.3 V@150 mA 输出，Dropout 180 mV
- 效率：3.3/3.7 ≈ 89% → 发热 <0.06 W
- 待机 IQ 仅 20 µA，理论电池寿命提升 30% 以上
线性稳压器和开关稳压器并不是“有你没我”的对立关系，而是“各司其职、互相补充”。牢记效率公式、关注热计算、合理布局滤波，你就能让线性稳压器在需要安静、简单的场景里成为不可替代的主角。