直流稳压技术拥有悠久的历史：首个集成电路稳压器可追溯至半个世纪前。最早出现的是线性稳压器，一些最早的设计至今仍在使用。随后，对效率和设计灵活性的需求推动了开关稳压器拓扑结构的发展。在具体应用中，开关稳压器与线性稳压器各有其优缺点，本文将对两者进行比较和对比。

线性稳压器的概念很简单。图 1 显示了一个典型的采用闭环控制方案的线性稳压器设计。通道晶体管作为可变电阻器，通过限制从输入端到输出端的电流来进行调节。因此，输出电压必须始终低于输入电压。

线性稳压器基础设计

为了在所需的输出电压 VOUT下，确保误差放大器反相输入端的分压电压与非反相输入端的电压 VREF相同，需要选择合适的电阻分压链 R1/R2。误差放大器通过控制其输出，确保其输入端之间的电压差始终为零。

线性稳压器产生的开关噪声极小，适用于需要低噪声水平的应用。在正常运行中，即使输入电压快速波动，输出电压也能保持稳定。这意味着它们无论在基频下，还是在高达五次或十次谐波的情况下，都可以高效地滤除输入纹波。唯一的限制是内部误差放大器的带宽。低噪声应用的例子包括数据采集系统、精密模拟电路和物联网 (IoT) 传感器。

线性稳压器还具有成本低、元器件少等优点，因此非常适合低成本或空间受限的消费和工业设计。另一方面，输入和输出之间的电压差 (VIN– VOUT) 出现在通道晶体管上，造成必须以热量形式耗散的功率损失。根据输入和输出之间的电压差，功率损失可能占到电源功率的很大比例。例如，输入为 9 V、输出为 5 V 的线性稳压器，将 44% 的电源功率作为热量浪费，效率仅为 56%。为满足散热要求，线性稳压器可能需要更大的散热片或额外的冷却机制。