リニアレギュレータのL-DOレギュレータの標準機能

リニアレギュレータとは、DC/DCコンバータを実現する回路方式の一種です。パワーMOSFETやパワートランジスタ等のパワーデバイスのオン抵抗を利用することで、入力電力を強制的に消費します。それによって、意図する出力電圧に変換することが出来るわけです。リニア・レギュレータでは、シリーズ方式とシャント方式の2つに分類され、前者は負荷に対してパス・トランジスタが直列接続されています。それに対してシャント方式では、負荷に対してパス・トランジスタが並列に接続されています。リニア・レギュレータの中には、LDOレギュレータと呼ばれるタイプがあり、標準入力電圧と出力電圧の差が小さいことが特徴です。ちなみに、LDOとはLow-DropOutを意味しています。日本名では「低飽和型」と訳されることもあります。

パス・トランジスタを操作して安定的出力電圧を実現

リニアレギュレータの実際の内部回路としては、パス・トランジスタに加えて、オペアンプと基準電圧源、そして抵抗分圧回路等から構成されています。出力電圧は抵抗分圧回路で設定されることになり、基準電圧源にフィードバックされることで、パス・トランジスタをオン・オフさせます。これによって、安定的な出力電圧の供給が可能になるわけです。現在、LDOレギュレータは多くの半導体メーカーが製造しており、幅広い電子機器に用いられています。LDOレギュレータのメリットとしては、回路構成が単純なことから、販売価格が低くなっていることが挙げられます。価格的には、搭載する機能や扱える電力量で異なりますが、数百ミリアンペア以下であれば、数十円で入手可能です。また、利用面においても、使いやすくなっており、プリント基板上の実装面積が少なくて済むのも魅力です。

リップル電圧成分が少ないのがメリット

リニアレギュレータの一種であるL-DOレギュレータのメリットとして、出力電圧に含有されるリップル電圧成分が小さいことが挙げられます。入力電力をパス・トランジスタのオン抵抗で消費させるため、出力リップル電圧が殆ど発生しないわけです。そうしたことから、リップル電圧成分を厭うアナログ回路としては、スイッチングレギュレータではなく、LDOレギュレータを積極的に採用する傾向があります。加えて、スイッチングレギュレータのあと工程にLDOレギュレータを配置することで、リップル電圧を除去するポストレギュレータとして利用することも可能です。一方で、弱点としては変換効率が低い点が挙げられます。特に、標準入力電圧と出力電圧の差が大きいと、変換効率はより低くなってしまいます