单晶体管将LDO噪声降低46dB

带有外部晶体管驱动器的简单RC滤波器可抑制LDO噪声。噪声密度与频率的关系图显示，滤波器抑制LDO噪声超过46dB，并实现了7nV/√Hz的本底噪声。

在为电子系统提供电压调节的众多低压差（LDO）稳压器中，有些是专门为低噪声而设计的。例如，图1中的稳压器可实现约115μV的RMS噪声电压。然而，一些超低噪声应用（如仪器仪表和高质量音频）需要更低的噪声。为了满足这一要求，图1电路包括一个外部晶体管和简单的低通RC滤波器。它们共同将电源噪声降低了46dB以上，并实现了7nV/√Hz的本底噪声。

图1.带有外部晶体管驱动器的简单RC滤波器可抑制LDO噪声。

RC滤波器和晶体管插入稳压器的反馈回路中。稳压器的输出电压（3.3V）由R1-R2分压器采样，并反馈至引脚1处的U6内部误差放大器。误差放大器将该电压与其内部基准电压进行比较，并使输出沿保持电压调节的方向驱动Q1。U1的输出是噪声的，但噪声被R和C滤波，在Q1的基极产生非常安静的电压。其结果是噪声极低的3.3V输出。

R1和R2值采用MAX1857数据资料中的公式计算：

R1 = R2[（V外/1.25V） − 1]

由R和C组成的低通滤波器设置转折频率：

fC= 1/2πRC

在转折频率以上，低通滤波器以每十倍频程约20dB的速度抑制噪声直至本底噪声。通过将转折频率设置得非常低，可以抑制低频和高频噪声，但低转折频率也会减慢稳压器的响应时间。因此，由于负载瞬变的响应时间比原始LDO慢得多，因此图1电路非常适合无瞬变的稳定直流负载。任何能量高于转折频率的负载瞬变都会在稳压器的输出端产生瞬态电压。一个大输出电容（C外）有助于抑制负载瞬变引起的噪声。

Q1可以是任何NPN双极晶体管。高增益晶体管是首选，因为它降低了基极电流，从而允许更大的R和更小的C。所示的Q1是中央半导体公司的CXTA14达林顿晶体管，达林顿晶体管提供高增益，但也具有更高的V是电压，这会增加输入至输出电压差。您应该选择具有高早期电压的晶体管，它可以抑制输入端的源噪声。

噪声密度与频率的关系图（图2）显示了测量仪器的本底噪声（底部迹线）和图1的输出，有和没有RC滤波器。安装滤波器后，7Hz时的本底噪声约为200nV/√Hz，降噪超过46dB。

图2.如噪声密度与频率的关系图所示，图1中的简单RC滤波器抑制LDO噪声超过46dB，并实现了7nV/√Hz的本底噪声。

审核编辑：郭婷