随着集成电路、特别是大规模集成电路的发展，电子设备的体积、重量和功耗越来越小，对比起来，电源部分所占的体积和重量却越来越显得过大，因此人们对电源电路的集成化、小型化、系列化以及稳压性能提出了越来越高的要求。国外的集成稳压电源发展较早，六十年代中期就出现了单片小功率多端可调式集成稳压器。国内从七十年代中期也生产了类似的电路如 WA700系列、WB700系列、Y200系列、W723、5 G14、W611、W616、 XWY 8，XWY 9等各种集成稳压器件。这些稳压器需要外接较多的元件如采样电阻、消振电容、调整管以及过载保护元件才能工作。七十年代初期国外出现了“三端固定电压式集成稳压器”，它只有一个输入端、一个输出端和一个公共端，其外形就象一个三极管，使用、安装也和三极管一样方便，因此受到用户的欢迎。最近国内也开始生产这种三端集成稳压器，如 W7800系列即是。
W7800系列是具有预定输出电压为5V、12V、15V、18V、24V的三端正稳压电源，对应的型号为W7805、W7812、W7815、W7818和W7824，这个系列的产品加适当散热器后的最大输出电流可达1.5A，其示意图如图1所示，1脚为输入端、2脚为输出端、3脚为公共端或接地端。封装形式有金属外壳封装（图2a）及塑料封装（图2b）两种。
本产品有以下主要特点：
（1）由于稳压电源的所有主要部分，包括大功率调整管及消振电容均已集成在管芯上，使用时只要接到整流滤波电路上而无须外接其他元件一般即可正常工作，因而能简化电源印制电路板的设计、减小电源设备的体积、重量，由于外接元件及焊点减少也提高了设备的可靠性。
（2）适当外接少量元件即可扩展其功能，如组装成输出电压可谓的稳压器。也可以使输出电压扩展到24V以上，或是把输出电流扩展到1.5A以上。此外，用W7800系列正稳压器也能接成负稳压源或正、负电源使用。
（3）具有较完善的内部短路电流限制保护、热过载保护以及调整管安全工作区保护，因而稳压器的工作是比较可靠的，一般不会因偶然的故障使器件损坏。
启动及偏置电路
由于 W7800系列稳压器用不同的采样电阻就可以给出由5V到24V间的若干种输出电压，这就要求它能正常地工作在10V到33V间的输入电压范围内。为保证电路正常工作，应该使它在不同输入电压下的工作点基本一致，因此必须采用恒流源来确定它的工作点（因为不管输入电压怎样变化，恒流源所流出的电流基本不变）。但恒流源电路不能为自己建立工作点，因此需要有启动电路。启动电路由N沟道J型场效应管T\(_{22}\)与晶体管T4、D\(_{3}\)、D4组成（见图 4），只要在输入端1和公共端3之间加入输入电压，就有电流流过T\(_{22}\)和D3、D\(_{4}\)。D3、D\(_{4}\)的发射结压降给T22提供一个-1.2V的偏置电压，使T\(_{22}\)工作在恒流状态。D3、D\(_{4}\)的压降同时给晶体管T4建立V\(_{B4}\)≈1.2V的偏压使T4导通，T\(_{4}\)又给恒流管T1、T\(_{2}\)和T3提供了偏置电流通路，使它们导通并提供一定的集电极电流。其中I\(_{C2}\)通过D1、R\(_{5}\)、、R6为T\(_{9}\)、T6、T\(_{7}\)、T8提供基极偏置电流使它们导通，并由T\(_{9}\)、T8的正向BE结电压和V\(_{R6}\)组成基准电压源，其电压基准为VREF=V\(_{BE9}\)＋VR6＋V\(_{BE8}\)=VB5≈ 2.8V。这时，由于V\(_{B5}\)≈2.8V＞VB4≈1.2V，故V\(_{REF}\)建立后晶体管T5将导通并进而迫使T\(_{4}\)的发射结反偏使T4截止，这时启动电路完成其启动任务，并被截止的T\(_{4}\)管与后面的主偏置电路相隔离。与此同时，通过场效应管T22在D\(_{3}\)、D4上所建立起来的约1.2V基准电压V'\(_{REF}\)给稳压器的差分放大管T13、T\(_{14}\)的有源射极电阻恒流管T12建立起固定偏压，因为T\(_{12}\)管的发射结压降VBE12≈0.6V，所以R\(_{17}\)两端的压降VR17≈0.6V，这就确定了它的工作点电流I\(_{E13}\)＋IE14≈I\(_{R17}\)≈0.6V／R17。这样，通过后动电路便为差分放大管T\(_{13}\)、T14确定了工作点电流，不管输入电压怎样变化，该电流是基本不变的，从而保证了W7800系列产品对输入电源电压具有较好的适应性。
采样与比较放大电路
W7800系列稳压器的比较放大器由T\(_{13}\)、T14组成典型的差分放大电路，其有源射极电阻由T\(_{12}\)、R17组成，采用有源射极电阻是为了利用动态电阻较高的恒流源引入较强的负反馈以稳定差分电路的工作点。基准电压V\(_{REF}\)通过偏置电阻R10加到T\(_{13}\)的基极。R13、R\(_{14}\)组成采样电路，它是由一个电阻网络构成的，在输出电压不同的稳压器中（如5V、12V……)，采用不同的串、并接法形成不同的分压比来控制输出电压的大小，形成 5V、12V等一系列预定输出电压。采样信号（R13R\(_{13}\)+R14V\(_{O}\)）通过R11加到T\(_{14}\)的基极并与VREF进行比较，比较放大后的误差信号通过T\(_{14}\)的集电极单端输出去控制调整管T19、T\(_{2}\)0。接在T14管集电极和基极间的电容C\(_{2}\)起高频负反馈作用，以抑制稳压器可能出现的自激振荡。T3、R\(_{3}\)组成放大管T14的有源负载。T\(_{14}\)的集电极上还接有R12和T\(_{15}\)，为说明它们的作用我们先来分析没有R12和T\(_{15}\)的情况。这时由T3、R\(_{3}\)组成的恒流源电流IC3（＝I\(_{C14}\)＋IB19）应能保证在满载时推动调整管T\(_{19}\)、T20使之输出1.5A的负载电流。这时的I\(_{B1}\)0最大，为IB19max,而流入放大管T\(_{14}\)的电流已达最小值，即IC14min，当稳压器空载、即输出端开路时输出电流I\(_{O}\)=0，这时IC20近似为零，故其推动电流I\(_{B1}\)0也趋于零。因此IC3将全部流入放大管T\(_{14}\)，故这时IC14最大有I\(_{C3}\)＝IC14max。即当负载电流变化时，T\(_{14}\)管的工作点要有较大的变化。而实际上比较放大电路的设计不允许IC14有这么大的变化范围，因此在T\(_{14}\)和恒流源之间插入由R12、T\(_{15}\)所组成的缓冲级，当负载电流由1.5A减小时，IB19也随之减小，而I\(_{C14}\)（=IC3-I\(_{B19}\)）逐渐增大，当IC14增大到使V\(_{R12}\)=IC14·R\(_{12}\)＞0.6V时，T15将开始导通并对I\(_{C3}\)分流。输出电流越小、IC14越大、T\(_{15}\)的分流作用就越强，因此T15起到了帮助T\(_{14}\)吸收一部分IC3的缓冲作用。此外R\(_{12}\)、T15也是稳压器热过载保护电路的一部分，其作用将在下面讲述。
在稳压器工作时，由于输入电压会有较大的波动，我们希望输入电压的波动不要影响稳压器各级电路的工作。在图4所示差分电路中T\(_{14}\)管的集电极通过恒流源已与输入端隔离，为使输入的波动不要影响T13，所以在T\(_{13}\)的集电极与输入端之间插入T21进行隔离，并通过二极管D\(_{1}\)、晶体管T21把T\(_{13}\)的集电结箝位在近似为零偏的状态（因VR10=I\(_{B13}\)·R10很小，分析时认为V\(_{R1}\)0≈O，又假定VD1≈V\(_{BE21}\)，故有VCB13≈0），这就使T\(_{13}\)的管压降始终被箝制在VCE13≈V\(_{BE13}\)≈0.6V而不受输入电压波动的影响。
W7800的放大电路虽比较简单，但因为采用了由T\(_{3}\)组成的有源集电极负载，并通过T19、T\(_{2}\)0复合射随器与负载隔离，因而仍具有较高的电压放大倍数可以保证它具有较好的稳压精度。
保护电路
W7800系列稳压器的保护电路是比较完善的，与目前国内生产的其他类型集成稳压器相比要优越得多，其保护功能包括过流、过热以及调整管安全工作区保护三部分。其中过流保护或称为短路电流限制电路由R\(_{22}\)、R19、R\(_{18}\)、R21、T\(_{17}\)组成，当稳压器的输出电流较大地超过W780O系列的最大输出电流1.5A时，将使过流保护采样电阻R22两端压降增大，这时V\(_{R19}\)＋VR22将超过0.7V，并通过R\(_{18}\)、R21向T\(_{17}\)注入一定的基极电流使T17导通。一旦T\(_{17}\)导通就将通过R23对I\(_{C3}\)分流，从而限制了流入调整管的基极驱动电流，使输出电流IO被限制在约1.8A而不致增加过大。因此这是一种电流限制型的保护措施，对瞬间的输出短路等故障能起到较好的保护作用。当外部短路故障排除后电路能自动恢复正常工作。
过热保护也叫做热过载关断电路，它是由T\(_{1}\)0、T11、R\(_{8}\)、R9以及R\(_{12}\)、T15等组成。由于晶体管T\(_{1}\)0的基极电压就是基准电压VREF，该电压是固定的，所以T\(_{1}\)0将向R8、R\(_{9}\)提供恒流，并使R9两端压降V\(_{R9}\)=VBE11≈0.4V，这时晶体管T\(_{11}\)是截止的，保护电路不工作。晶体管T11在芯片上的位置靠近大功率调整管T\(_{2}\)0，因而能比较快地感受到芯片的热过载信号。如果由于输出端长时间对地短路或输入端过电压等原因造成调整管过热，进而使芯片温度升高到125℃以上时，根据晶体管的VBE随温度升高而下降的特点，T\(_{11}\)基射间的导通电压将由0.6V下降到约0.4V，又由于VR9≈0.4V，所以这时T\(_{11}\)便导通，并通过R12对恒流源I\(_{C3}\)分流。当这个分流电流较大时，又将使R12两端压降V\(_{R12}\)增大到足以使T15导通，并把原来流入调整管的基极驱动电流通过T\(_{15}\)全部转移流入电源地，从而使调整管T19、T\(_{2}\)0截止并关断稳压器，这就防止了管芯温度的进一步上升，直至芯片温度降低至125℃以下时，稳压器才能恢复其正常工作状态。
第三种保护电路即调整管的安全工作区保护电路是由Z\(_{1}\)、Z2、R\(_{15}\)、R16、T\(_{18}\)、Z3、R\(_{2}\)0、R21、T\(_{17}\)、R23、T\(_{16}\)以及R18、R\(_{19}\)、D5、R\(_{22}\)等元件组成的。我们知道，对大功率晶体管可以根据其集电极最大允许电流ICM、集电极最大允许电压BV\(_{CEO}\)、集电极直流功率耗散线PCM、以及二次击穿功耗线P\(_{SB}\)作出它的安全工作区，如图5中被这四条线所包围的左下方区域即是。晶体管在工作时只要其工作点不跑出这个区域就是安全的。当W7800系列稳压器正常工作时调整管已被设计工作在安全区内，当出现不正常情况，如输出端对地短路使调整管压降VCE20过大、或输入电路出现意外使输入电压增高并使调整管V\(_{CE2}\)0过大时保护电路即开始工作，其工作过程可根据VCE20的变化分述如下：
假定调整管压降V\(_{CE2}\)0小于约14.5V时，稳压器提供了最大输出电流IOM，如图6线段A所示，这时稳压器仍处于正常工作状态。当调整管压降V\(_{CE2}\)0超过14.5V但小于22V时，与调整管T20的C、E极并联的Z\(_{1}\)、Z2、R\(_{15}\)、R16、R\(_{18}\)、R19支路将因稳压管Z\(_{1}\)Z2（其击穿电压约为7V）被击穿而导通，这时的击穿电流I\(_{Z}\)与VCE20－（V\(_{Z1}\)＋VZ2）（≈V\(_{CE2}\)0—14V）成正比。IZ流过R\(_{18}\)、R19时，R\(_{19}\)上的压降VR19仍然被V\(_{BE2}\)0箝位近似等于0.6V，而R18上的压降V\(_{R18}\)则是一个附加的压降，处在尚未导通状态的T17管在附加的V\(_{R18}\)驱动下导通，这时的导通条件为VR18＋V\(_{R19}\)＋VR22＞0.7V，可见V\(_{CE2}\)0越大即IZ越大，相应的V\(_{R18}\)也就越大，这时即使VR22较小，保护管T\(_{17}\)也能导通，或者说为使T17工作所对应的输出电流限制值I\(_{O}\)就相应减小。因此当VCE20超过14.5V后；稳压器被T\(_{17}\)所限制的最大输出电流将逐渐减小，如图6中线段B所示。
当调整管压降V\(_{CE2}\)0超过22V时，IZ增大，相应的V\(_{R16}\)也增大，以致使T18、Z\(_{3}\)导通，因而使T18产生较大的集电极电流I\(_{C18}\),这个电流流过R18、R\(_{19}\)形成较大的压降并进而使二极管D5导通、同时对（V\(_{R18}\)＋VR19）箝位使它稍大于0.7V，这时在大于0.7V的V\(_{D5}\)驱动下保护管T17将饱和导通，并有较大的电流I\(_{C17}\)流过R23。当I\(_{Cl7}\)增大到使IC17·R\(_{23}\)≈0.7V时，晶体管T16将被V\(_{R23}\)驱动而饱和导通，这样就把恒流源管T3原来注入调整管的基极驱动电流通过T\(_{17}\)、T16全部转移流入电源地，使调整管T\(_{19}\)、T20截止并关断稳压器，使输出电压迅速下降至近似为零（这时虽然I\(_{C2}\)0＝O，但IC17、I\(_{C18}\)仍流出稳压器并在负载上形成很小的输出电压），从而使T20的工作点避开BV\(_{CEO}\)及二次击穿功耗线而保护了调整管。VCE20大于22V时调整管电流I\(_{C2}\)0的变化如图6中线段C所示。
当稳压器工作在非满载、即输出电流小于极限值I\(_{OM}\)的情况时，在VCE20超过14.5V，Z\(_{1}\)、Z2、R\(_{15}\)、R16、R\(_{18}\)、R19支路刚开始导通后，因V\(_{R22}\)=IO·R\(_{22}\)＜IOM·R\(_{22}\)，故这时保护管T17并不马上导通，I\(_{O}\)也不会立即减小，而要等VR18＋V\(_{R19}\)＋IO·R\(_{22}\)大于0.7V后T17才开始导通并对输出电流I\(_{O}\)进行限制。这时的IC20与V\(_{CE2}\)0间的关系如图6中的虚线所承，当保护管T17工作后虚线段大致与实线部分重合。可见这种保护并不完全以V\(_{CE2}\)0是否超过14.5V而开始动作，而是以调整管的工作点将超出安全工作区时才开始工作的，故称为安全工作区保护而不是过电压保护。
在稳压器出现故障时，W7800的这三种保护电路是互相关联的，如输出短路引起过流的同时也必然使调整管的管压降增大并使调整管发热而引起安全工作区及热过载保护电路动作。
由以上分析可见，W7800系列稳压器具有比较完善的保护电路，因而适用于对可靠性要求较高的应用场合。（伯龄）