硬件工程师只要会照着芯片规格书画外围电路就够了吗？高级硬件工程师多了这项技能

Part 01

前言

现在集成芯片功能越来越多，硬件工程师在搭建一些模块单元电路时，不再像以前那样整一堆阻容，二三极管自己去搭建各种复杂的电路，集成芯片尺寸小，成本有时候也更优，对硬件工程师而言这是个好事，但换个角度来讲也是个坏事，因为我们当我们过于依赖集成芯片的时候，往往只关注它的功能，越来越少的关注集成芯片的内在。这很容易让我们从真正意义上的硬件工程师变成应用工程师，含金量的降低就意味着这个职位容易被取代。 当然我说的关注集成芯片的内在不是让你去探究芯片内部各个模块单元每个静态工作点，不是要达到芯片设计工程师那个水平，我们要关注的是芯片内部的电路拓扑，要想达到高级硬件工程师也必须能看懂芯片内部的电路拓扑，在规格书中也叫做BLOCK DIAGRAM。 今天就介绍两种稳压IC的内部电路拓扑。

Part 02

稳压IC的基本框架结构

稳压IC一般由以下几部分构成，参考电压和误差检测单元，放大器单元，控制单元，电源调节单元。核心的思想就是负反馈，调节过程如下：

1.参考电压和误差检测单元：检测输出电压分压后的电压和参考电压的压差。

2.放大器单元：检测到的压差一般比较小，所以需要通过放大器单元将此压差放大。

3.控制单元：放大后的压差通过控制单元调节电源调节单元。

4.电源调节单元：负责调节输入电压和输出电压之间的压差，进而实现目标输出电压。

Part 03

稳压IC内部拓扑电路-01

1.在该电路中，齐纳二极管为Q4和Q5组成的差分放大器，差分放大器对R8、R9和R10分压网络的输出进行采样。将此电压与齐纳二极管Z1提供的参考电压进行比较。 2.Q1和Q2一起组成了电源调节单元，Q1和Q2通过串联提高输出电压的增益控制。这样差分放大器输出信号会被放大并反馈到控制元件Q3，通过控制晶体管Q3基极来控制Q1和Q2组成的电源调节单元的输出压降。 3.通过调节电阻R9的阻值，可以将输出电平设置为所需要的输出电压值。输出电压：VO=VZ*(RX+RY)/RX。

Part 04

稳压IC内部拓扑电路-02

1.Q1和Q2一起组成了电源调节单元，Q1和Q2通过串联形成的达林顿管具有高输出电压增益。 2.三极管起到了放大器的作用，输出分压接到了三极管基极，齐纳二极管接到了三极管射极，放大后的信号输入到Q3的基极用于控制电源调节单元。

电路中的二极管一般是用作温度补偿，降低偏置电流或者参考电压随温度变化的影响。