Part 01 前言
LDO中文名叫低压差线性稳压器，它的核心原理是将输入和输出电压差中“多余”的功率转化为热量散失，从而稳定输出电压。听起来像是“烧电大户”，但在电池供电或低压差场景中，它却是不可或缺的“省电小能手”。那LDO是如何将输入和输出电压差中“多余”的功率转化为热量散失，从而稳定输出电压的呢？LDO的内部到底是NPN？PNP？PMOS？又或者是NMOS呢？
Part 02 LDO的原理
LDO的功耗来源于输入输出电压差和输出电流：
Vin:输入电压
Vout:输出电压
Iout:输出电流
这部分功率没用在负载上，全被LDO内部的功率晶体管“烧"成热量散掉了。比如Vin = 5V、Vout = 3.3V、Iout = 100mA:
0.17W的热量得靠散热设计带走，不然LDO就“原地红温”，触发保护关机了。
那么问题来了，这个LDO内部的功率晶体管到底是NPN？PNP？PMOS？又或者是NMOS呢？
Part 03 LDO内部的功率晶体管是什么？
事实上，LDO内部的功率晶体管用NPN，PNP，PMOS，NMOS的都有，各有各的优缺点，接下来就说说区别是什么。功率晶体管无论是用NPN晶体管还是用PNP晶体管，其导通压差相比PMOS，NMOS都会更高，压差高意味着什么呢？比如目标输出电压是3.3V，如果压差电压是2V，则Vin至少得是5.3V，输出才能可靠的输出3.3V，低温的时候会更严重，这对于输入电压和输出电压比较接近的应用来说就没法用了。
如果用PMOS管，漏-源阻抗低，压差极低，因为压差取决于RDS(on)和电流。比如PMOS的RDS(on) = 1Ω, Iout = 100 mA, 压差:
目标输出3.3V，Vin至少用3.4V即可，完美契合低压差需求的应用。如果用NMOS管，栅极就需要通过电荷泵建立偏置电压。PMOS栅极电压是低驱，所以不需要，所以PMOS的驱动电路会比较简洁，但是NMOS的内阻可以做的更小，通流能力会更强。以下图为例我们讲一下LDO的基本原理：
上面的电路图显示了一个典型的LDO结构：
输入Vin和一个P沟道MOSFET，源极接Vin，漏极D接负载，栅极G由运放控制。运放的正输入接参考电压VREF，负输入通过分压电阻R1和R2采样Vout，输出控制MOSFET栅极。
输出公式：Vout =VREF ×（1+ R1／R2），这就是目标输出电压。
当Vout偏低，比如负载电流增大或Vin下降，运放会尝试调节MOSFET的导通状态，维持Vout恒定。但压差电压从何而来呢？
当Vout低于目标值，比如Vout
理想情况下运放输出Vg可以无限变负，Vgs无限增大，MOSFET的漏源电阻Rds趋近0，压差Vin－Vout 理论上可以无限小。但是现实情况是运放输出电压不是无限的，有最低值（通常接近GND 或负电源）。当Vg达到这个极限时，Vgs 不再增大，Rds不再减小，此时Vin －Vout就是压差电压。