Ein Low-Dropout-Regler ist ein spezieller Spannungsregler, der einen konstanten Ausgang bei einem Eingangsspannungspegel aufrechterhält, der nur geringfügig höher als die Ausgangsspannung ist. Standardspannungsregler benötigen eine Eingangsspannung, die um mehr als etwa 5 Volt (V) höher ist als die Ausgangsspannung. Der Low-Dropout-Regler kann auch dann eine enge Spannungsregelung aufrechterhalten, wenn der Eingang nur um 1 V oder weniger höher ist. Im Allgemeinen werden Spannungsregler benötigt, da fast alle elektronischen Schaltungen eine konstante Gleichspannung (DC) benötigen. Der lineare Spannungsregler verwendet ein Reihenpasselement, einen Bipolartransistor (BJT) oder einen Feldeffekttransistor (FET), der die Lastspannung regelt.
Der Spannungsregler ist die nächste Annäherung an eine ideale Spannungsquelle. Per Definition hat die ideale Spannungsquelle keinen Innenwiderstand, aber reale Spannungsquellen haben einen erheblichen Innenwiderstand. Wenn ein 15-V-Netzteil im Leerlauf einen Innenwiderstand von 1 Ohm hat, sieht es nach einem idealen Netzteil aus. Bei einem Laststrom von 1 Ampere (A) beträgt der Ausgang 14 V, bei 2 A beträgt der Ausgang 13 V und so weiter. An das erwähnte Netzteil kann ein Low-Dropout-Regler angeschlossen werden, der bei einem Laststrom von 9 bis ca. 0 A eine stabile Ausgangsspannung von 5.8 V liefern kann.
Der Ruhestrom, der benötigt wird, um die Referenz- und Vergleichsschaltung aufrechtzuerhalten, die die geregelte Spannung aufrechterhält, kann im „Leerlauf“-Zustand gemessen werden. Ein niedrigerer Ruhestrom bedeutet einen effizienteren Regler. Ein Regler ohne Low-Dropout führt zu einem hohen Ruhestrom, da die Referenzschaltung einen relativ höheren Standby-Strom benötigt, um die Regelung bei höheren Lastströmen aufrechtzuerhalten. Es verfügt über eine Referenzschaltung, die eine Eingangsspannung nicht zu nahe an der geregelten Ausgangsspannung zulassen darf. Non-Low-Dropout-Regler sind vereinfachte Regler, die normalerweise höhere Ruheströme, aber niedrigere Wirkungsgrade aufweisen.
Der Low-Dropout-Regler verwendet normalerweise den offenen Kollektor für die BJT- oder die offene Drain-Konfiguration für eine FET-Version. In einer Open-Collector-Schaltung erscheint der geregelte Ausgang am Kollektor eines BJT. Diese Ausgangsspannung wird von einem Widerstandsteiler abgetastet, in dem die herunterskalierte Spannung mit einer Referenz verglichen wird, die ebenfalls um denselben Faktor wie die Ausgangsspannung herunterskaliert wurde. Mit der sehr hohen Verstärkung von Operationsverstärkern werden die verkleinerten Abtastwerte extrem schnell verglichen und verfolgt. Das Ergebnis ist eine hochgenaue Ausgangsspannung mit hoher Kurz- und Langzeitstabilität.