有些运用需求宽松的输出调理功用以及不到20mA的电流。对这样的运用来说，选用分立组件打造的线性稳压器是一种低成本高效益的解决方案（图1）。而关于具有严厉的输出调理功用并需求更大电流的运用，则可运用高性能的低压差线性稳压器（LDO）。
图1：简略的串联稳压器。
有两个与图1所示电路相关的规划应战。第一个应战是要调理输出电压，第二个应战是要在短路事情中安然无恙。在这篇文章中，笔者将评论如何用分立组件规划稳健的线性稳压器。
下面是一个用来给微控制器供电的示例：
·输入规模：8.4V至12.6V。
·输出规模：1.71V至3.7V。
·最大负载电流：Io_max = 20mA。
双极型NPN晶体管的挑选
NPN双极型晶体管Q1是最重要的组件。笔者首要挑选了这种器材。该晶体管应契合下列要求：
·集电极至发射极和基极至发射极的击穿电压应超越最高输入电压Vin_max。
·集电极最大答应电流应超越最大负载电流Io_max。
除了这两项基本要求之外，运用具有备选封装的组件也是一个好主意。当涉及到功耗时，具有这种灵活性将会简化今后的规划进程。笔者为这种运用挑选了具有备选封装和不同额定功率的NPN晶体管。
下面是笔者所用NPN晶体管的要害特性。
当IC = 50mA时：
直流（DC）电流增益hFE = 60；
集电极-发射极最高饱满电压VCEsat = 300mV；
基极-发射极最高饱满电压VBEsat = 950mV。
齐纳二极管Dz的挑选
输出电压等于反向齐纳电压VZ减去该晶体管基极至发射极电压VBE。因而，最低反向齐纳电压应契合下述要求（方程式1）：
（1）
关于这种运用，笔者选用的一个测验条件是IZT = 1mA，并挑选了一个具有以下特性的齐纳二极管：
当Vo_min = 1.71V且VBE_max= 0.95V时，Vz_min应大于2.65V。
当反向电流IZT = 1mA时，最低反向电压VZ_min = 2.7V。
当反向电流IZT = 5mA时，最高反向电压VZ_max = 3.8V。
基极上拉电阻器RB
电阻器RB可为齐纳二极管和晶体管基极供给电流。在运转条件下，它应供给满意的电流。齐纳二极管反向电流IZ应大于1mA，正如笔者在“齐纳二极管Dz的挑选”部分所评论的。方程式2可预算出运转所需的最大基极电流：
（2）
其间Hfe_min = 60。因而，IB_max ≈ 0.333mA。
方程式3可计算出RB的值。笔者运用了一个具有1％容差的电阻器。
（3）
故此，RB应小于4.26kΩ。笔者运用了一个具有4.22kΩ规范值的电阻器。
增加一个用于输出调理的虚拟负载电阻器
当负载电流为零时，输出电压到达最大值。当1mA ≤ IZT ≤ 5mA时，VZ最大值为3.8。VBE（on）应大于0.1V，这样该稳压器的输出就能契合要求。此外，笔者还增加了一个虚拟负载电阻器，以便在无负载条件下罗致集电极电流。
图2显现，VBE（on）可作为集电极电流IC的函数。当IC = 0.1mA时，VBE（on） 大于0.3V。
图2：基极-发射极导通电压与集电极电流
方程式4可计算出该虚拟电阻：
（4）
笔者将一个36kΩ的电阻器增加到了该电路，如图3所示。
图3：具有虚拟负载电阻器的串联稳压器
为短路事情进行的电流约束
图3所示电路的输出对地短路将产生较大的集电极电流。一项PSPICE仿真成果表明，集电极电流可高达190mA，见图4。
图4：短路仿真成果
晶体管Q1的功耗是2.4W。没有能应对该功耗的封装。
为了约束短路电流，笔者增加了一个电阻器RC（从VIN到晶体管Q1的集电极），如图5所示。
图5：具有限流电阻器的串联稳压器
电阻器RC将会满意输出调理要求，并能在短路事情中耗散功率。笔者可计算出RC的值：
（5）
VCE_Test是图1中所用的集电极-发射极电压。笔者为RC挑选了一个5％容差的电阻器。选用方程式5，RC应小于271Ω。运用这个估量值，在短路事情中方程式6可计算出最坏状况下的RC功耗：
（6）
该功耗约为0.56W。笔者挑选了一个1W、270Ω的功率电阻器。关于RC短路功耗更高的运用，您可把多个电阻器串联以分管功耗。
组件应力剖析
就电阻器RC而言，在具有最大输入的短路事情中会产生最坏状况下的功耗。选用方程式6，可计算出最大功耗为0.59W。
就晶体管Q1而言，由于有限流电阻器RC，所以在短路事情中不会产生最坏状况下的功耗。在正常运转期间Q1的功耗是集电极电流的函数，如方程式7所示：
（7）
当满意下列条件时，会产生最坏的状况：
VIN = VIN_max
VO = VO_min
%&&&&&% = （VIN_max – VO_min）/（2×RC）
因而，Q1的最大功耗为（VIN_max – VO_min）2/（4×RC）。在本示例中，它是110mW。笔者挑选了一种额定功率为350mW、选用SOT23封装的小外形晶体管。
至于RB的最大功耗，在具有最大输入的短路事情中会产生最坏的状况。跨RB的电压等于输入电压减去VBE（sat）。最大功耗估量为38mW。
在这篇文章中，笔者描绘了具有分立组件的稳健低成本线性稳压器的规划原则。
