德州儀器TPS736xx系列LDO線性穩(wěn)壓器：性能卓越的電源解決方案

在電子設備的設計中，電源管理是至關重要的一環(huán)。一個穩(wěn)定、高效的電源能夠確保設備的正常運行和性能表現。德州儀器（TI）的TPS736xx系列低 dropout（LDO）線性電壓穩(wěn)壓器，以其出色的性能和豐富的特性，成為眾多應用場景下的理想選擇。今天，我們就來深入了解一下這款穩(wěn)壓器。

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一、產品概述

TPS736xx系列采用了全新的拓撲結構，即電壓跟隨器配置中的NMOS通元件。這種拓撲結構具有諸多優(yōu)勢，它在使用低ESR輸出電容時能夠保持穩(wěn)定，甚至可以在無電容的情況下正常工作。同時，它還具備高反向阻斷能力（低反向電流），并且接地引腳電流在所有輸出電流值下幾乎保持恒定。

二、產品特性

2.1 可靠性與穩(wěn)定性

• 受控基線：采用單一裝配、單一測試地點和單一制造地點，確保產品質量的一致性和可靠性。
• 寬溫度范圍：能夠在 -55°C 至 125°C 的擴展溫度范圍內穩(wěn)定工作，適應各種惡劣環(huán)境。
• 增強的制造資源支持：提供增強的減少制造源（DMS）支持和產品變更通知，保障產品的長期供應和穩(wěn)定性。
• 符合行業(yè)標準：經過JEDEC和行業(yè)標準的組件資格認證，包括高加速應力測試（HAST）、溫度循環(huán)、高壓釜測試等，確保在擴展溫度范圍內可靠運行。

2.2 電氣性能

• 輸入電壓范圍廣：輸入電壓范圍為 1.7 V 至 5.5 V，能夠適應多種電源輸入。
• 超低 dropout 電壓：典型值為 75 mV，能夠在輸入輸出電壓差較小時提供穩(wěn)定的輸出電壓。
• 出色的負載瞬態(tài)響應：無論是有無可選輸出電容，都能快速響應負載變化，保持輸出電壓的穩(wěn)定。
• 低反向泄漏電流：采用新的NMOS拓撲結構，有效降低反向泄漏電流。
• 低噪聲：典型值為 (30 mu V_{RMS })（10 Hz 至 100 kHz），適用于對噪聲敏感的電路。
• 高精度：初始精度為 0.5%，在全負載、全溫度范圍內的整體精度為 1%。
• 低靜態(tài)電流：在關斷模式下，最大 (I_{0}) 小于 1 -μA，適合便攜式應用。
• 保護功能：具備熱關斷和指定的最小/最大電流限制保護，確保設備在異常情況下的安全。

2.3 輸出電壓選項豐富

• 固定輸出電壓：提供 1.2 V 至 3.3 V 的多種固定輸出電壓版本，滿足不同應用的需求。
• 可調輸出電壓：可調輸出范圍為 1.2 V 至 5.5 V，還可提供定制輸出電壓。

三、應用領域

3.1 便攜式/電池供電設備

由于其低靜態(tài)電流和超低 dropout 電壓的特性，TPS736xx非常適合用于便攜式設備，如智能手機、平板電腦、可穿戴設備等，能夠有效延長電池續(xù)航時間。

3.2 開關電源后級穩(wěn)壓

作為開關電源的后級穩(wěn)壓，能夠進一步提高輸出電壓的穩(wěn)定性和純度，減少紋波和噪聲。

3.3 對噪聲敏感的電路

如壓控振蕩器（VCO）等，低噪聲特性能夠確保電路的正常工作和性能表現。

3.4 負載點穩(wěn)壓

為數字信號處理器（DSP）、現場可編程門陣列（FPGA）、專用集成電路（ASIC）和微處理器等提供穩(wěn)定的電源，保證其正常運行。

四、產品信息與訂購

4.1 產品型號與輸出電壓

TPS736xx系列產品型號中，“xx” 表示正常輸出電壓，例如 “25” 表示 2.5 V，“01” 表示可調輸出。此外，還可通過創(chuàng)新的工廠EEPROM編程，快速提供 1.25 V 至 4.3 V 之間以 100 mV 為增量的額外輸出電壓。

4.2 訂購信息

提供多種封裝選項，包括SOT23 - DBV、SOT223 - DCQ 和 SON - DRB 等，適用于不同的應用場景和設計需求。具體的訂購信息可參考文檔末尾的封裝選項附錄或TI網站。

五、電氣特性

5.1 輸入輸出電壓范圍

輸入電壓范圍為 1.7 V 至 5.5 V，輸出電壓范圍根據不同型號有所不同。對于可調版本（TPS73601），輸出電壓可通過反饋引腳（FB）進行調節(jié)。

5.2 精度與穩(wěn)定性

在全負載、全溫度范圍內，輸出電壓的精度為 ±1%，能夠滿足大多數應用的要求。同時，具有良好的線性調整率和負載調整率，確保輸出電壓的穩(wěn)定性。

5.3 其他特性

還具備低 dropout 電壓、低反向泄漏電流、低噪聲、快速啟動時間等特性，具體參數可參考文檔中的電氣特性表格。

六、典型特性

6.1 負載調整率與線性調整率

在不同溫度和負載條件下，負載調整率和線性調整率表現良好，能夠保持輸出電壓的穩(wěn)定。

6.2 dropout 電壓與輸出電流

隨著輸出電流的增加，dropout 電壓也會相應增加，但整體保持在較低水平。

6.3 電源抑制比（PSRR）

在不同頻率下，PSRR 表現出色，能夠有效抑制電源紋波和噪聲。

6.4 噪聲特性

輸出噪聲電壓較低，可通過連接外部噪聲降低電容（(C_{NR})）進一步降低噪聲。

七、應用信息

7.1 輸入輸出電容要求

雖然輸入電容不是穩(wěn)定性所必需的，但建議在穩(wěn)壓器附近的輸入電源兩端連接一個 0.1 -μF 至 1 -μF 的低 ESR 電容，以改善源阻抗、噪聲和 PSRR。輸出電容對于穩(wěn)定性不是必需的，并且在無電容的情況下具有最大的相位裕度，但在某些情況下，添加輸出電容可以改善負載瞬態(tài)響應、噪聲和 PSRR。

7.2 輸出噪聲

內部帶隙參考是主要的噪聲源，通過連接外部噪聲降低電容（(C{NR})）可以有效降低輸出噪聲。對于可調版本（TPS73601），連接反饋電容（(C{FB})）可以減少輸出噪聲并改善負載瞬態(tài)性能。

7.3 電路板布局建議

為了提高交流性能，如 PSRR、輸出噪聲和瞬態(tài)響應，建議在電路板設計中為 (V{IN }) 和 (V{OUT }) 使用單獨的接地平面，并在設備的 GND 引腳處連接。同時，旁路電容的接地連接應直接連接到設備的 GND 引腳。

7.4 內部電流限制

內部電流限制有助于在故障條件下保護穩(wěn)壓器。在輸出短路情況下，通過折返電流限制可以進一步保護穩(wěn)壓器。

7.5 關斷功能

使能（EN）引腳為高電平有效，兼容標準 TTL - CMOS 電平。當 (V{EN}) 低于 0.5 V（最大值）時，穩(wěn)壓器關閉，接地引腳電流降至約 10 nA。當不需要關斷功能時，EN 可以連接到 (V{IN })。

7.6 dropout 電壓與瞬態(tài)響應

采用 NMOS 通晶體管實現極低的 dropout 電壓。在負載電流發(fā)生大的階躍變化時，需要較大的 (V{IN }) 至 (V{OUT }) 電壓降以避免瞬態(tài)響應下降。在瞬態(tài) dropout 區(qū)域運行可能會導致恢復時間增加。

7.7 反向電流保護

NMOS 通元件提供了對反向電流的固有保護。在移除輸入電壓之前，必須將 EN 引腳拉低，以確保通元件的柵極上的電荷被完全移除。

7.8 熱保護

當結溫上升到約 160°C 時，熱保護功能會禁用輸出，使設備冷卻。當結溫冷卻到約 140°C 時，輸出電路再次啟用。熱保護電路可以限制穩(wěn)壓器的功耗，防止過熱損壞。

7.9 功耗

功耗取決于輸入電壓和負載條件，可通過使用盡可能低的輸入電壓來最小化功耗。不同封裝類型的散熱能力不同，在 PCB 布局中需要考慮散熱問題。

八、總結

TPS736xx系列LDO線性穩(wěn)壓器以其卓越的性能、豐富的特性和廣泛的應用領域，為電子工程師提供了一個可靠、高效的電源解決方案。無論是在便攜式設備、開關電源后級穩(wěn)壓還是對噪聲敏感的電路中，都能發(fā)揮出色的作用。在實際應用中，我們需要根據具體的需求和設計要求，合理選擇產品型號和封裝，并注意電路板布局和散熱設計，以確保設備的穩(wěn)定運行和性能表現。你在使用類似穩(wěn)壓器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。