瓴科微低噪声LDO：噪声从哪来、如何消，以及瓴科微的选型方案

在高速时钟、高精度ADC/DAC、PLL和VCO等电路中，电源质量直接决定系统性能上限。一颗看似稳定的LDO，其输出端微伏级的噪声，足以让16位以上ADC的有效位数大打折扣。理解LDO噪声的物理来源和抑制方法，是精密电源设计的必修课。

一、LDO噪声从哪来？

LDO的输出噪声可以分为两类：内部噪声和外部噪声。

内部噪声是LDO自身产生的，主要来源有三个：

• 基准电压源（带隙基准） ：这是LDO内部最大的噪声源。带隙基准由电阻、晶体管和电容组成，其噪声经误差放大器放大后直接出现在输出端。
• 误差放大器：放大器本身的热噪声和1/f噪声同样被闭环增益放大。
• 反馈电阻网络：电阻的热噪声也会贡献一部分输出噪声。

外部噪声来自LDO的输入电源——例如前级DC-DC的开关纹波。LDO通过PSRR（电源抑制比） 来抑制这部分噪声。

需要特别强调的是：PSRR高 ≠ 输出噪声低。PSRR衡量的是LDO抑制外部输入纹波的能力，而输出噪声衡量的是LDO自身产生的噪声。一颗PSRR很高的LDO，如果内部基准和放大器噪声大，输出端依然不干净。采购和工程师选型时，两个参数必须同时看。

二、内部噪声的物理本质

内部噪声主要分为两类：

• 1/f噪声（闪烁噪声） ：来源于半导体表面缺陷，功率与频率成反比。频率越低，噪声越大，在10Hz~1kHz频段占主导地位。
• 热噪声（白噪声） ：由载流子的随机热运动引起，功率与温度成正比，频谱平坦。

两者在频谱上的交点称为转折频率——低于此频率1/f噪声主导，高于此频率热噪声主导。

三、如何降低LDO噪声？

降低LDO噪声主要有两条路径：

方法一：对基准电压进行滤波。 许多超低噪声LDO提供NR/SS（降噪/软启动）引脚，通过外接电容对基准电压源进行低通滤波，滤除高频噪声分量。

方法二：降低误差放大器的噪声增益。 传统电阻分压式LDO中，误差放大器的噪声增益等于直流闭环增益（1+R1/R2）。输出电压设定得越高，噪声增益越大，输出噪声也随之成比例增加。

瓴科微LKP4153系列采用了不同的架构——以100µA高精度低噪声电流基准源配合单位增益轨到轨电压缓冲器为核心。输出电压通过外部电阻设定（VOUT = 100µA × RSET），单位增益结构使噪声增益恒为1。这意味着无论输出设定为1.5V还是12V，噪声性能始终保持一致，与输出电压解耦——这是传统分压式LDO难以实现的。

四、瓴科微低噪声LDO选型参考

瓴科微（LKWIC）提供覆盖不同电流和噪声需求的产品矩阵：

• 选型要点总结

1. 噪声看积分值，更看频谱：积分噪声（µVrms）是10Hz~100kHz带宽内的总量，但不同应用对频段敏感度不同——精密低频测量关注1/f区噪声，射频电路关注高频段噪声密度（如nV/√Hz）。LKP4153在10kHz处噪声密度仅3nV/√Hz。
2. PSRR和输出噪声是两个独立指标：高PSRR抑制输入纹波，低输出噪声保证自身“干净”，两者不可互相替代。
3. 关注降噪引脚：有NR/SS引脚的LDO可通过外接电容进一步降低基准噪声。LKP4153的SET引脚同样支持外接电容降噪。
4. 并联可进一步降噪：多颗LKP4153并联使用时，噪声以1/√N规律下降——为对噪声有极致要求的系统提供了灵活的设计空间。