ANALOG/MIXEDSIGNAL
NOISE
32
- ELETTRONICAOGGI 435 - APRILE 2014
Il rumore nei regolatori lineari
I
l regolatore linearecostituisceunblocco fondamentale
di facileutilizzoper la realizzazionedelle alimentazioni
di circuiti elettronici. Nella sua configurazione più sem-
plice si presenta come un dispositivo a tre terminali,
un ingresso, un’uscita e un pin di riferimento omassa.
Pur nella sua semplicità, questo dispositivo è caratte-
rizzato da una moltitudine di parametri per cui, sulla
basedell’applicazione, possonoesserci diversi criteri di
selezione. Sfogliando i cataloghi dei vari costruttori ci si
renderà facilmentecontodellavastitàdell’offerta.
Quando il parametro fondamentale è il rumore tre sono
gli aspetti da tener contonella scelta:
1)
il livellodi rumoreelettrico;
2)
la reiezioneai disturbi sulla tensionedi ingresso;
3)
lecaratteristichedell’anellodi reazione.
Comprendere lanaturadi questi fenomeni ecome influi-
sconosulleprestazioni del regolatore lineareaiutaasvi-
luppareunprogettoconunadeguato livellodi rumore.
Strutturadi un regolatore lineare
In figura 1 si riporta la struttura di un regolatore
lineare nella sua forma più semplice. È immediato
riconoscere la strutturadi un amplificatore reazionato
non invertente in cui lo stadio di uscita è ottimizzato
per fornire una corrente elevata. I blocchi costitutivi
comprendono un generatore di tensione di riferimen-
to (Bandgap Voltage Reference) un amplificatore di
errore a elevato guadagno, un elemento di potenza,
MOSFEToBJT, per aumentare laportatadi corrente in
uscita, e infine una rete di retroazione costituita dalle
resistenze R1 e R2 che può essere interna o esterna.
Giocano un ruolo fondamentale nell’economia del
circuito anche i condensatori di filtro di ingresso e
uscita, generalmente esterni al dispositivo. Contraria-
mente a quanto si potrebbe essere indotti a pensare,
l’ingressodel sistema retroazionatononè laV
IN
, bensì
la V
REF
. Le caratteristiche del blocco V
REF
condizio-
nano pertanto le prestazioni del regolatore lineare. Il
loopdi controllo tendeamantenerecostante la tensio-
ne di uscita, per variazioni del carico o della tensione
di ingresso, modulando la tensione V
DS
del MOSFET.
Se la tensione di uscita aumenta l’uscita dell’amplifi-
catore di errore aumenta, di conseguenza la tensione
V
GS
del Mosfet diminuisce in valore assoluto facendo
aumentare la cadutaV
DS
e ripristinandoquindi il valo-
re corretto della tensione. La tensione di uscita è data
dalla relazione:
CosimoCarriero
Seniorfieldapplicationsengineer
AnalogDevices
Lacomprensionedellanaturadi fenomeni quali
livellodi rumoreelettrico, reiezioneai disturbi sulla
tensionedi ingressoecaratteristichedell’anello
di reazioneedella loro influenza sulleprestazioni
di un regolatore lineare, permettedi sviluppareun
progettoconunadeguato livellodi rumore
