背景

负电源轨与主要的 IC 构件配合使用，例如：数模转换器 (DAC)、模数转换器(ADC)、运算放大器和 GaAs FET 偏置电路等。对称的电源 (轨) 可处理 AC 信号，并且不会产生 DC 偏移。显然，假如仅存在一个正电源轨，那么输出信号通常只能采取正值 (取决于电路拓扑);然而，如果有了正电源轨和负电源轨，则输出信号就可从负电压摆动至正电压。再者，在诸如过程控制等实际信号为双极型的应用中，负电源是很重要的。以电动机控制为例，正电压会引起“顺时针”旋转，负电压将引起“逆时针”旋转，而电压振幅则控制着电动机转速的高低。

负 LDO 可精巧地为负电源轨提供干净的电源。有很多种负 LDO 应用，包括：

l 军事 - 雷达、声纳、热成像仪、监控系统

l 工业 - CCD 和 IR 摄像机、实验室 / 测试设备、数据采集系统、血液 / 血糖设备、电机、振动控制、功率分析仪

l 医疗 - MRI 设备、牙科 X 光系统、超声波设备、血液分析仪、内窥镜

l 通信 - 光学模块、光纤收发器

l 汽车 - 天线

l RF 应用 - 雷达、光学收发器、功率放大器、高精度仪表

传统上，高性能负输出开关稳压器或负输出充电泵一直在这些应用中使用，其可提供较低的输出电压和极少的热堆积。不利的一面则通常是成本、复杂性 (在某些场合) 和输出噪声。然而，凭借改进的 LDO 设计方法 (包括用于实现较高工作效率的较低基准电压和较低压差电压)，低压差稳压器在此类应用的使用率如今会不断地提高。此外，有些负电源轨还需要进行准确的调节，而且，低噪声、快速瞬态响应及优良的电源抑制在许多场合中也是期望的特性。

上述问题的一种理想解决方案将是具有中高级电流能力和宽输入 / 输出电压范围的低噪声负 LDO。凌力尔特推出了一款旨在解决此类问题的新产品。

1.5A 低噪声负 LDO

LT3015 是一款 1.5A 负低压差线性稳压器，其具有快速瞬态响应、低噪声和精准电流限值。凭借其 -1.8V 至 -30V 的宽输入电压范围及 -1.220V 至 -29.5V 的可调输出电压，该器件的共发射极 NPN 功率晶体管设计只需单个电源，并实现了一个 310 mV (满负载时的典型值) 的低压差电压。在 10Hz 至 100kHz 带宽范围内，输出电压噪声仅为 60μVRMS。LT3015 具有 1.1mA 的工作电流，并在停机时减至 <1μA。另外，在出现压降时静态电流也得到了很好的控制。LT3015 可作为凌力尔特其中一个广受欢迎之正 LDO (1.5A LT1963A) 的负补充器件，非常适合于负逻辑电源、低噪声仪表、工业电源以及后置稳压开关电源。

LT3015 的基准放大器拓扑可提供精准的 DC 特性，并用极宽范围的输出电容器 (包括小型和低成本的陶瓷输出电容器) 提供良好的环路稳定性。该器件采用仅为 10μF 的输出电容器可实现稳定。不必增加在使用其他很多稳压器时常见的串联电阻 (ESR)，就可以使用这些纤巧的外部电容器。LT3015 具有双向停机功能，允许该器件以正或负逻辑电平工作。此外，由于 LT3015 的高停机门限准确度，/SHDN 引脚还可用来为稳压器输入电源设定一个可编程欠压闭锁 (UVLO) 门限。该 IC 的内部保护电路包括反向输出保护、具折返的精准电流限制 (用于将功率晶体管保持在其安全工作区内) 及具迟滞的热限制。

图 1：LT3015 的典型应用电路

LT3015 可提供具背部散热衬垫的扁平 (仅高 0.75mm) 3mm x 3mm 8 引脚 DFN 封装、具背部散热衬垫的 12 引脚 MSOP 封装、通孔 TO-220 功率封装和表面贴装型 DD-Pak 功率封装。工作结温最宽可达 -55°C 至 +125°C (取决于器件等级)。

冷却特性

LT3015 的创新设计提供了多项可在任何设计中实现简单和高性能的特性。高增益带宽误差放大器可提供快速瞬态响应和高电源抑制比 (PSRR)。此外，该器件的 PSRR 性能指标相比于领先的正 PNP LDO 稳压器改善了 4倍，并且甚至到 10MHz 频率下都保持了很高的抑制水平 (>25dB)，见图 2 和图 3。

图 2：LT3015 的瞬态响应

图 3：LT3015 的输入纹波抑制

在 LDO 由一个前端开关电源供电的应用中，LT3015 的 ±15% 精准电流限值是特别有帮助。该精度可实现严格的调节并对电感器大小具有限制作用，便于缩小解决方案尺寸。LT3015 实现了低输出电压噪声 (60μVRMS)，但并不需要像大多数低噪声稳压器常见的那样采用一个外部旁路电容器，从而简化了设计。