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基于BiCMOS工艺的TPS736xx

2020-9-29 17:25:27  158 TPS736xx
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特征
稳定,无输出电容或任何值,TPS736xx系列低损耗(LDO)线性
电容式电压调节器使用一种新的拓扑结构:NMOS
电压跟随器配置中输入电压范围为1.7V至5.5V的通电元件。这个
拓扑结构稳定,使用低
超低电压降输出电容器:75mV典型ESR,甚至允许无电容操作。
具有瞬态响应的出色负载,或者还提供高反向阻塞(低反向
没有可选的输出电容电流)和接近恒定的接地引脚电流
新的NMOS拓扑在所有输出电流值上提供低反向。
漏电流TPS736xx采用先进的BiCMOS工艺
低噪声:典型的Vμ30 RMS(10Hz至100kHz),在提供非常低的精度的同时产生高精度
压降和低接地引脚电流。电流
0.5%初始精度
未启用时,消耗量低于1微克
1%的总精度超过线路、负载,非常适合便携式应用。极低的
温度输出噪声Vμ(30 RMS,Fμ0.1 CNR)非常适合
为VCO供电的最大值小于1微升。在关机模式下,这些设备由Q保护
热关机和折叠电流限制。
热关机和规定的最小/最大值
限流保护
提供多种输出电压版本
–1.20V至4.3V的固定输出
–1.20V至5.5V的可调输出
–提供定制输出
功能框图

固定电压型

可调电压型

管脚分配
使用NMOS通过晶体管的LDO稳压器
输入输出电容器要求实现超低辍学性能,反向电流-虽然插入不需要输入电容器-断开堵塞,无输出电容是一个很好的模拟设计实践约束条件。这些特点,加上低噪音输入端0.1μF至1μF低ESR电容器以及使能输入,使TPS736xx成为在调节器附近供电。这将抵消reac-便携式应用。这个调节器家族提供主动输入源,改善瞬态响应,广泛选择固定输出电压版本和噪声抑制和纹波抑制。更高的价值可调输出版本。所有版本都有热量如果上升时间大且快,可能需要电容器和过电流保护,包括折叠电流-预计有负载瞬变,或设备低-租金限制。
电源几英寸远。
图显示了TPS736xx不需要输出电容器固定电压型号。图给出了连接为了稳定,最大相位裕度用于可调输出版本(TPS73601)。R1和电容器。它是为所有可用的可以使用电容器的类型和值。在应用程序中图中的公式。样品电阻值VIN–VOUT<0.5V和多个低ESR电容器公共输出电压如图2所示。为了同时,当最佳精度,使R1的平行组合COUT和总ESR低于50nΩF。总ESR和R2约为19kΩ。
包括所有寄生电阻,包括电容器ESR和电路板、插座和焊点电阻。
在大多数应用中,电容器ESR和跟踪电阻之和将满足这一要求。
输出噪声
一个精确的带隙基准用来产生内部基准电压VREF。该基准是TPS736xx内的主要噪声源,它在基准输出(NR)处产生约32μVRMS(10Hz至100kHz)。调节器控制回路以与参考电压相同的增益增加参考噪声,从而使噪声图。固定电压型典型应用电路调节器的电压约为:

当外部降噪电容器CNR从NR接地时,与降噪引脚(NR)串联的内部27kΩ电阻器形成用于电压参考的低通滤波器。对于CNR=10nF,10Hz至100kHz的总噪声可调电压版本五有效值

这种降噪效果在典型特性部分显示为均方根噪声电压对CNR。
TPS73601可调版本没有降噪插脚。然而,将反馈电容器CFB从输出端连接到FB引脚将降低输出噪声并改善负载瞬态性能。
TPS736xx使用一个内部电荷泵产生一个内部电源电压,足以驱动高于VOUT的NMOS通电元件的栅极。电荷泵在~4MHz时产生~250μV的开关噪声;然而,对于IOUT和COUT的大多数值,电荷泵噪声在调节器输出端的贡献可以忽略不计。
提高PSRR和噪声性能的电路板布局建议
为了提高交流性能,如PSRR、输出噪声和瞬态响应,建议电路板设计为单独的VIN和VOUT接地平面,每个接地平面仅连接在设备的GND引脚上。此外,旁路电容器的接地连接应直接连接到设备的接地引脚。
内部电流限制
TPS736xx内部电流限制有助于在故障条件下保护调节器。当输出电压降到0.5V以下时,通过降低电流限制,折叠有助于保护调节器在输出短路条件下免受损坏。有关输出电压与输出电压的关系图,请参阅典型特性部分的图11。
关闭
使能管脚为高电平有源,与标准TTL-CMOS电平兼容。当电压低于0.5V(最大值)时,关闭调节器,并将接地引脚电流降至约10nA。当不需要关闭功能时,启用引脚可以连接到车辆识别号。当使用上拉电阻器,并且需要在1.8V以下工作时,使用低于50kΩ的上拉电阻器值。
漏失电压
TPS736xx使用NMOS通晶体管来实现负载电流的大阶跃变化,TPS736xx需要从VIN到VOUT的更大电压降,以避免降低瞬态响应。这个瞬态漏失区域的边界大约是直流漏失的两倍。高于此线的车辆识别号值确保正常瞬态响应。
在瞬态漏失区工作会导致恢复时间增加。从负载瞬态恢复所需的时间是负载电流率变化幅度、负载电流变化率和可用净空(车辆识别号到电压降)的函数。在最坏情况下[满标度瞬时负载变化(VIN-VOUT)接近直流电压下降水平],TPS736xx可能需要几百微秒才能恢复到规定的调节精度。
瞬态响应
在电压跟随器配置中,NMOS通过元件提供的低开环输出阻抗允许在许多应用中不使用输出电容器操作。与任何调节器一样,从输出引脚到接地的电容器(标称值1μF)的增加将减少未及幅度,但增加持续时间。在可调版本中,增加一个电容器CFB,从输出端到调节管脚也会改善瞬态响应。
当输出过电压时,TPS736xx没有活动下拉。这允许将更高电压源(如备用电源)连接到输出的应用程序。当电容器连接到输出端时,如果负载电流很快降到零,这也会导致输出超调百分之几。通过增加负载电阻,可以减少超调的持续时间。超调以输出电容器COUT和内外负载电阻决定的速率衰减。衰减率由下式给出:

逆流
TPS736xx的NMOS通电元件在通电装置的栅极被拉低时提供固有的保护,防止电流从调节器的输出流向输入。为了确保从通电元件的栅极移除所有电荷,在移除输入电压之前,必须将使能引脚驱动低。如果不这样做,pass元素可能由于存储在栅极上的电荷而保持打开。
当使能管脚被驱动低时,任何管脚上都不需要偏置电压来反向阻断电流。注意,反向电流是指由于施加在输出引脚上的电压而从输入引脚流出的电流。由于80kΩ内部电阻分压器接地,将有额外电流流入输出引脚(见图1和图2)。
对于TPS73601,当VFB高于车辆识别号1.0V时,反向电流可能会流动。
热保护
当结温上升到大约160°C时,热保护会禁用输出,从而使设备冷却。当结温降至约140°C时,输出电路再次启用。根据功耗、热阻和环境温度的不同,热保护电路可以循环打开和关闭。这限制了调节器的损耗,防止因过热而损坏。
预期环境温度和最坏情况下的负载。
TPS736xx的内部保护电路设计用于防止过载情况。它并不是要取代适当的散热。将TPS736xx连续运行至热关机状态将降低可靠性。
功耗
对于每种封装类型,从模具中去除热量的能力是不同的,在PCB布局中呈现出不同的考虑因素。设备周围没有其他部件的PCB区域将热量从设备转移到环境空气中。JEDEC低K板和高K板的性能数据显示在功耗额定值表中。使用较重的铜将提高设备散热的效率。在散热层上增加镀通孔也会提高散热效果。
功耗取决于输入电压和负载条件。功耗等于输出电流乘以输出通过元件的电压降(从VIN到VOUT)的乘积:
PD(车辆识别号)输出(6)通过使用确保所需输出电压所需的尽可能低的输入电压,可以最小化功耗。
包装安装


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