線性穩(wěn)壓器（linear regulator）使用在其線性區(qū)域內(nèi)運行的晶體管或 fet,從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。其產(chǎn)品均采用小型封裝，具有出色的性能，并且提供熱過載保護、安全限流等增值特性，關(guān)斷模式還能大幅降低功耗。
我們從一個簡單的例子開始。在嵌入式系統(tǒng)中，可從前端電源提供一個12v總線電壓軌。在系統(tǒng)板上，需要一個3.3v電壓為一個運算放大器（運放）供電。產(chǎn)生3.3v電壓最簡單的方法是使用一個從12v總線引出的電阻分壓器，如圖1所示。這種做法效果好嗎？回答常常是“否”.在不同的工作條件下，運放的vcc引腳電流可能會發(fā)生變化。假如采用一個固定的電阻分壓器，則ic vcc電壓將隨負載而改變。此外，12v總線輸入還有可能未得到良好的調(diào)節(jié)。在同一個系統(tǒng)中，也許有很多其他的負載共享12v電壓軌。由于總線阻抗的原因，12v總線電壓會隨著總線負載情況的變化而改變。因此，電阻分壓器不能為運放提供一個用于確保其正確操作的3.3v穩(wěn)定電壓。于是，需要一個專用的電壓調(diào)節(jié)環(huán)路。如圖2所示，反饋環(huán)路必需調(diào)整頂端電阻器r1的阻值以動態(tài)地調(diào)節(jié)vcc上的3.3v.
圖1 電阻分壓器采用12v總線輸入產(chǎn)生3.3vdc
圖2 反饋環(huán)路調(diào)整串聯(lián)電阻器r1的阻值以調(diào)節(jié)3.3v
此類可變電阻器可利用一個線性穩(wěn)壓器來實現(xiàn)，如圖3所示。線性穩(wěn)壓器使一個雙極性或場效應(yīng)功率晶體管（fet）在其線性模式中運作。這樣，晶體管起的作用就是一個與輸出負載相串聯(lián)的可變電阻器。從概念上說，如需構(gòu)建反饋環(huán)路，可由一個誤差放大器利用一個采樣電阻器網(wǎng)絡(luò)（ra和rb）來檢測dc輸出電壓，然后將反饋電壓vfb與一個基準電壓vref進行比較。誤差放大器輸出電壓通過一個電流放大器驅(qū)動串聯(lián)功率晶體管的基極。當(dāng)輸入vbus電壓下降或負載電流增大時，vcc輸出電壓下降。反饋電壓vfb也將下降。因此，反饋誤差放大器和電流放大器產(chǎn)生更多的電流并輸入晶體管q1的基極。這將減小電壓降vce,因而使vcc輸出電壓恢復(fù)，這樣一來vfb=vref.另一方面，如果vcc輸出電壓上升，則負反饋電路采取相似的方式增加vce以確保3.3v輸出的準確調(diào)節(jié)?？傊?，vo的任何變化都被線性穩(wěn)壓器晶體管的vce電壓所消減。所以，輸出電壓vcc始終恒定并處于良好調(diào)節(jié)狀態(tài)。
圖3 線性穩(wěn)壓器可實現(xiàn)一個可變電阻器以調(diào)節(jié)輸出電壓