低压差稳压器（Low Dropout Regulator，LDO）是一种在输入电压接近输出电压时仍能保持稳定输出的线性稳压器，广泛应用于低噪声、低功耗的电子设备中（如传感器、RF模块、MCU供电等）。测量LDO芯片的好坏需结合静态参数测试、动态性能验证及故障现象分析，以下是详细步骤与注意事项：

一、测量前的准备工作

1. 工具与设备

• 数字万用表（DMM）：用于测量电压、电流、电阻（需具备二极管档和毫安档）。

• 可调直流电源：提供输入电压（范围需覆盖LDO的输入电压规格，如1.8V~5.5V）。

• 电子负载仪：模拟负载电流（可选，也可用固定电阻替代）。

• 示波器：观察输出纹波和瞬态响应（可选，用于动态性能测试）。

• 焊接工具：如需测试贴片LDO，需准备热风枪或电烙铁（注意防静电措施）。

2. 安全注意事项

• 防静电：LDO芯片对静电敏感，操作前佩戴防静电手环，使用防静电工作台。

• 极性确认：输入（VIN）、输出（VOUT）、接地（GND）引脚不可接反，否则可能损坏芯片。

• 电压限制：输入电压不得超过LDO的最大输入电压（如AMS1117-3.3的最大输入电压为15V）。

二、静态参数测试（无负载条件）

1. 输入电压范围测试

• 步骤：

1. 将可调电源输出调至LDO的最小输入电压（如AMS1117-3.3的最小输入电压为4.75V）。

2. 用万用表测量VOUT引脚电压，应稳定在标称值（如3.3V±1%）。

3. 逐步增加输入电压至最大输入电压（如15V），观察VOUT是否仍稳定。

• 合格标准：

• VOUT在输入电压变化范围内波动<±2%（如输入从5V升至12V，VOUT始终在3.23V~3.37V之间）。

• 若VOUT随输入电压升高而显著上升（如超过3.5V），说明LDO已损坏。

2. 输出电压精度测试

• 步骤：

1. 将输入电压调至LDO的典型工作电压（如5V）。

2. 用万用表测量VOUT引脚电压，记录读数（如3.305V）。

3. 对比芯片手册中的输出电压规格（如AMS1117-3.3的典型输出为3.3V，容差±1%）。

• 合格标准：

• 输出电压在标称值±容差范围内（如3.3V±0.033V）。

• 若输出电压偏离标称值>5%（如3.1V或3.5V），说明LDO可能损坏或存在外部干扰。

3. 接地连续性测试

• 步骤：

1. 用万用表二极管档测量GND引脚与电路板地（如金属外壳或电源地）之间的导通性。

2. 正常应显示低阻值（<0.5Ω），若显示开路（OL）或高阻值（>10Ω），说明接地不良。

• 注意事项：

• 贴片LDO的GND引脚可能通过焊盘与PCB地连接，需确保焊点无虚焊。

三、动态性能测试（带负载条件）

1. 负载调整率测试

• 步骤：

1. 将输入电压调至典型值（如5V），输出接电子负载仪或固定电阻（如100Ω，对应负载电流33mA）。

2. 记录初始VOUT电压（如3.305V）。

3. 逐步增加负载电流至LDO的最大输出电流（如AMS1117-3.3的最大输出电流为1A），记录VOUT变化。

• 合格标准：

• 负载电流从0增至最大值时，VOUT下降<±2%（如从3.305V降至3.27V）。

• 若VOUT下降>5%（如降至3.1V），说明LDO负载调整率差或已损坏。

2. 线性调整率测试

• 步骤：

1. 输出接典型负载（如100Ω，33mA），输入电压从最小值逐步升至最大值（如4.75V→15V）。

2. 记录VOUT随输入电压的变化曲线（可用示波器或万用表手动记录）。

• 合格标准：

• 输入电压每变化1V，VOUT变化<±0.1%（如输入从5V升至6V，VOUT变化<0.0033V）。

• 若VOUT随输入电压线性上升（如输入升1V，VOUT升0.1V），说明LDO线性调整率失效。

3. 输出纹波测试

• 步骤：

1. 输出接典型负载（如100Ω），输入电压调至典型值（如5V）。

2. 用示波器探头（×10档）连接VOUT与GND，观察纹波波形。

3. 测量纹波峰峰值（Vpp），对比芯片手册中的纹波规格（如<50mV）。

• 合格标准：

• 纹波Vpp<芯片手册规定值（如AMS1117-3.3的典型纹波为10mV）。

• 若纹波>100mV，可能因LDO内部补偿不足或外部电容选型不当。

四、故障现象与原因分析

1. 输出电压为0V

• 可能原因：

• 输入电压未接入（如VIN引脚虚焊或电源未开启）。

• LDO内部短路（如输出对地短路）。

• 保护电路触发（如过流保护、过热保护）。

• 排查步骤：

1. 检查VIN引脚电压是否正常（如应为5V，实测0V则电源未接入）。

2. 用万用表二极管档测量VOUT与GND之间的导通性，若显示低阻值（<1Ω），说明输出短路。

3. 断开负载，重新上电测试，若仍无输出，可能LDO已损坏。

2. 输出电压偏高或偏低

• 可能原因：

• 反馈电阻分压网络异常（如分压电阻虚焊或阻值偏差）。

• LDO内部参考电压源漂移（如老化或受潮）。

• 外部电容选型不当（如输出电容ESR过高导致振荡）。

• 排查步骤：

1. 检查反馈电阻（如AMS1117-3.3的反馈电阻通常集成在芯片内部，无需外接）。

2. 更换输出电容（如将10μF电解电容换为10μF陶瓷电容），观察VOUT是否恢复。

3. 若问题依旧，可能LDO内部损坏，需更换芯片。

3. 输出电压波动或振荡

• 可能原因：

• 负载瞬态变化过快（如数字电路开关噪声）。

• 输出电容容量不足或ESR过高（如使用1μF电容替代10μF电容）。

• LDO相位裕度不足（如补偿电容缺失）。

• 排查步骤：

1. 用示波器观察VOUT波形，若存在高频振荡（如1MHz），说明稳定性问题。

2. 增加输出电容容量（如从10μF增至100μF）或降低ESR（如换用陶瓷电容）。

3. 在LDO补偿引脚（如COMP）外接补偿电容（如10pF），改善相位裕度。

五、进阶测试方法（可选）

1. 瞬态响应测试

• 步骤：

1. 输出接电子负载仪，设置为脉冲负载模式（如0A→1A，上升时间1μs）。

2. 用示波器观察VOUT的瞬态跌落（Dropout）和恢复时间（Recovery Time）。

• 合格标准：

• 瞬态跌落<±5%（如从3.3V跌至3.135V），恢复时间<10μs。

2. 温度特性测试

• 步骤：

1. 将LDO置于恒温箱中，温度从-40℃逐步升至85℃。

2. 在每个温度点测量VOUT电压，记录变化曲线。

• 合格标准：

• VOUT随温度变化<±0.1%/℃（如温度升10℃，VOUT变化<0.0033V）。

六、总结：LDO测试的核心要点

1. 静态测试优先：先确认输入电压范围、输出电压精度及接地连续性。

2. 动态性能验证：通过负载调整率、线性调整率和纹波测试评估LDO的稳定性。

3. 故障定位：根据输出电压异常现象（0V、偏高/偏低、波动）逐步排查输入、负载、电容及芯片本身。

4. 替代验证：若怀疑LDO损坏，可用同型号芯片替换测试，快速确认问题。

进阶建议：

• 对于关键应用（如医疗设备），选用AEC-Q100认证的LDO（如TPS7A4700），确保高可靠性。

• 使用LDO评估板（如TI的TPS7A8101EVM）进行快速测试，减少PCB设计风险。