低壓差穩(wěn)壓器（Low Dropout Regulator，LDO）是一種在輸入電壓接近輸出電壓時仍能保持穩(wěn)定輸出的線性穩(wěn)壓器，廣泛應(yīng)用于低噪聲、低功耗的電子設(shè)備中（如傳感器、RF模塊、MCU供電等）。測量LDO芯片的好壞需結(jié)合靜態(tài)參數(shù)測試、動態(tài)性能驗證及故障現(xiàn)象分析，以下是詳細(xì)步驟與注意事項：

一、測量前的準(zhǔn)備工作

1. 工具與設(shè)備

• 數(shù)字萬用表（DMM）：用于測量電壓、電流、電阻（需具備二極管檔和毫安檔）。

• 可調(diào)直流電源：提供輸入電壓（范圍需覆蓋LDO的輸入電壓規(guī)格，如1.8V~5.5V）。

• 電子負(fù)載儀：模擬負(fù)載電流（可選，也可用固定電阻替代）。

• 示波器：觀察輸出紋波和瞬態(tài)響應(yīng)（可選，用于動態(tài)性能測試）。

• 焊接工具：如需測試貼片LDO，需準(zhǔn)備熱風(fēng)槍或電烙鐵（注意防靜電措施）。

2. 安全注意事項

• 防靜電：LDO芯片對靜電敏感，操作前佩戴防靜電手環(huán)，使用防靜電工作臺。

• 極性確認(rèn)：輸入（VIN）、輸出（VOUT）、接地（GND）引腳不可接反，否則可能損壞芯片。

• 電壓限制：輸入電壓不得超過LDO的最大輸入電壓（如AMS1117-3.3的最大輸入電壓為15V）。

二、靜態(tài)參數(shù)測試（無負(fù)載條件）

1. 輸入電壓范圍測試

• 步驟：

1. 將可調(diào)電源輸出調(diào)至LDO的最小輸入電壓（如AMS1117-3.3的最小輸入電壓為4.75V）。

2. 用萬用表測量VOUT引腳電壓，應(yīng)穩(wěn)定在標(biāo)稱值（如3.3V±1%）。

3. 逐步增加輸入電壓至最大輸入電壓（如15V），觀察VOUT是否仍穩(wěn)定。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• VOUT在輸入電壓變化范圍內(nèi)波動<±2%（如輸入從5V升至12V，VOUT始終在3.23V~3.37V之間）。

• 若VOUT隨輸入電壓升高而顯著上升（如超過3.5V），說明LDO已損壞。

2. 輸出電壓精度測試

• 步驟：

1. 將輸入電壓調(diào)至LDO的典型工作電壓（如5V）。

2. 用萬用表測量VOUT引腳電壓，記錄讀數(shù)（如3.305V）。

3. 對比芯片手冊中的輸出電壓規(guī)格（如AMS1117-3.3的典型輸出為3.3V，容差±1%）。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• 輸出電壓在標(biāo)稱值±容差范圍內(nèi)（如3.3V±0.033V）。

• 若輸出電壓偏離標(biāo)稱值>5%（如3.1V或3.5V），說明LDO可能損壞或存在外部干擾。

3. 接地連續(xù)性測試

• 步驟：

1. 用萬用表二極管檔測量GND引腳與電路板地（如金屬外殼或電源地）之間的導(dǎo)通性。

2. 正常應(yīng)顯示低阻值（<0.5Ω），若顯示開路（OL）或高阻值（>10Ω），說明接地不良。

• 注意事項：

• 貼片LDO的GND引腳可能通過焊盤與PCB地連接，需確保焊點無虛焊。

三、動態(tài)性能測試（帶負(fù)載條件）

1. 負(fù)載調(diào)整率測試

• 步驟：

1. 將輸入電壓調(diào)至典型值（如5V），輸出接電子負(fù)載儀或固定電阻（如100Ω，對應(yīng)負(fù)載電流33mA）。

2. 記錄初始VOUT電壓（如3.305V）。

3. 逐步增加負(fù)載電流至LDO的最大輸出電流（如AMS1117-3.3的最大輸出電流為1A），記錄VOUT變化。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• 負(fù)載電流從0增至最大值時，VOUT下降<±2%（如從3.305V降至3.27V）。

• 若VOUT下降>5%（如降至3.1V），說明LDO負(fù)載調(diào)整率差或已損壞。

2. 線性調(diào)整率測試

• 步驟：

1. 輸出接典型負(fù)載（如100Ω，33mA），輸入電壓從最小值逐步升至最大值（如4.75V→15V）。

2. 記錄VOUT隨輸入電壓的變化曲線（可用示波器或萬用表手動記錄）。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• 輸入電壓每變化1V，VOUT變化<±0.1%（如輸入從5V升至6V，VOUT變化<0.0033V）。

• 若VOUT隨輸入電壓線性上升（如輸入升1V，VOUT升0.1V），說明LDO線性調(diào)整率失效。

3. 輸出紋波測試

• 步驟：

1. 輸出接典型負(fù)載（如100Ω），輸入電壓調(diào)至典型值（如5V）。

2. 用示波器探頭（×10檔）連接VOUT與GND，觀察紋波波形。

3. 測量紋波峰峰值（Vpp），對比芯片手冊中的紋波規(guī)格（如<50mV）。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• 紋波Vpp<芯片手冊規(guī)定值（如AMS1117-3.3的典型紋波為10mV）。

• 若紋波>100mV，可能因LDO內(nèi)部補償不足或外部電容選型不當(dāng)。

四、故障現(xiàn)象與原因分析

1. 輸出電壓為0V

• 可能原因：

• 輸入電壓未接入（如VIN引腳虛焊或電源未開啟）。

• LDO內(nèi)部短路（如輸出對地短路）。

• 保護電路觸發(fā)（如過流保護、過熱保護）。

• 排查步驟：

1. 檢查VIN引腳電壓是否正常（如應(yīng)為5V，實測0V則電源未接入）。

2. 用萬用表二極管檔測量VOUT與GND之間的導(dǎo)通性，若顯示低阻值（<1Ω），說明輸出短路。

3. 斷開負(fù)載，重新上電測試，若仍無輸出，可能LDO已損壞。

2. 輸出電壓偏高或偏低

• 可能原因：

• 反饋電阻分壓網(wǎng)絡(luò)異常（如分壓電阻虛焊或阻值偏差）。

• LDO內(nèi)部參考電壓源漂移（如老化或受潮）。

• 外部電容選型不當(dāng)（如輸出電容ESR過高導(dǎo)致振蕩）。

• 排查步驟：

1. 檢查反饋電阻（如AMS1117-3.3的反饋電阻通常集成在芯片內(nèi)部，無需外接）。

2. 更換輸出電容（如將10μF電解電容換為10μF陶瓷電容），觀察VOUT是否恢復(fù)。

3. 若問題依舊，可能LDO內(nèi)部損壞，需更換芯片。

3. 輸出電壓波動或振蕩

• 可能原因：

• 負(fù)載瞬態(tài)變化過快（如數(shù)字電路開關(guān)噪聲）。

• 輸出電容容量不足或ESR過高（如使用1μF電容替代10μF電容）。

• LDO相位裕度不足（如補償電容缺失）。

• 排查步驟：

1. 用示波器觀察VOUT波形，若存在高頻振蕩（如1MHz），說明穩(wěn)定性問題。

2. 增加輸出電容容量（如從10μF增至100μF）或降低ESR（如換用陶瓷電容）。

3. 在LDO補償引腳（如COMP）外接補償電容（如10pF），改善相位裕度。

五、進階測試方法（可選）

1. 瞬態(tài)響應(yīng)測試

• 步驟：

1. 輸出接電子負(fù)載儀，設(shè)置為脈沖負(fù)載模式（如0A→1A，上升時間1μs）。

2. 用示波器觀察VOUT的瞬態(tài)跌落（Dropout）和恢復(fù)時間（Recovery Time）。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• 瞬態(tài)跌落<±5%（如從3.3V跌至3.135V），恢復(fù)時間<10μs。

2. 溫度特性測試

• 步驟：

1. 將LDO置于恒溫箱中，溫度從-40℃逐步升至85℃。

2. 在每個溫度點測量VOUT電壓，記錄變化曲線。

• 合格標(biāo)準(zhǔn)：

• VOUT隨溫度變化<±0.1%/℃（如溫度升10℃，VOUT變化<0.0033V）。

六、總結(jié)：LDO測試的核心要點

1. 靜態(tài)測試優(yōu)先：先確認(rèn)輸入電壓范圍、輸出電壓精度及接地連續(xù)性。

2. 動態(tài)性能驗證：通過負(fù)載調(diào)整率、線性調(diào)整率和紋波測試評估LDO的穩(wěn)定性。

3. 故障定位：根據(jù)輸出電壓異常現(xiàn)象（0V、偏高/偏低、波動）逐步排查輸入、負(fù)載、電容及芯片本身。

4. 替代驗證：若懷疑LDO損壞，可用同型號芯片替換測試，快速確認(rèn)問題。

進階建議：

• 對于關(guān)鍵應(yīng)用（如醫(yī)療設(shè)備），選用AEC-Q100認(rèn)證的LDO（如TPS7A4700），確保高可靠性。

• 使用LDO評估板（如TI的TPS7A8101EVM）進行快速測試，減少PCB設(shè)計風(fēng)險。