SGM2072：高性能CMOS電壓調(diào)節(jié)器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，電壓調(diào)節(jié)器是不可或缺的重要組件。今天，我們將深入探討SGMICRO推出的SGM2072，一款采用CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)的1.2A超高壓電源抑制比（PSRR）、快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、帶偏置軌的CMOS電壓調(diào)節(jié)器。

文件下載：SGM2072.pdf

一、產(chǎn)品概述

SGM2072是一款具有超高PSRR、快速瞬態(tài)響應(yīng)、低噪聲和低壓差特性的線性調(diào)節(jié)器。它能夠提供1.2A的輸出電流能力，工作輸入電壓范圍為0.5V至5.5V，偏置電源電壓范圍為2.5V至5.5V，可調(diào)輸出電壓范圍為0.5V至3.3V。此外，它還具備邏輯控制關(guān)機(jī)模式、短路電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)等功能，并且在禁用狀態(tài)下具有自動(dòng)放電功能，可快速釋放輸出電壓。該產(chǎn)品采用綠色WLCSP - 0.8×1.2 - 6B - A封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 125℃。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

1. 寬電壓范圍

輸入電源電壓范圍為0.5V至5.5V，偏置電源電壓范圍為2.5V至5.5V，能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境。

2. 精準(zhǔn)輸出

具有固定1.05V輸出，可調(diào)輸出范圍從0.5V到3.3V，在 + 25℃時(shí)輸出電壓精度為 ± 1.5%，確保了輸出電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

3. 低功耗設(shè)計(jì)

低偏置輸入電流典型值為80μA，關(guān)機(jī)狀態(tài)下偏置輸入電流小于1μA，有效降低了功耗。

4. 高性能指標(biāo)

低壓差電壓在1.2A負(fù)載時(shí)典型值為58mV，低噪聲典型值為34μVRMS，在1kHz時(shí)高PSRR典型值為75dB，保證了電源的純凈度和穩(wěn)定性。

5. 保護(hù)功能完善

具備電流限制和熱保護(hù)功能，還有輸出自動(dòng)放電功能，提高了產(chǎn)品的可靠性和安全性。

6. 穩(wěn)定性好

搭配小尺寸陶瓷電容即可穩(wěn)定工作，方便電路設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

SGM2072適用于多種設(shè)備，包括便攜式設(shè)備、智能手機(jī)以及工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備等。在這些對(duì)電源穩(wěn)定性和噪聲要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中，SGM2072能夠發(fā)揮出色的性能。

四、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了固定電壓和可調(diào)電壓的典型應(yīng)用電路。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 輸入電容選擇（CIN）

輸入去耦電容應(yīng)盡可能靠近VIN引腳放置，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性。建議選擇10μF或更大的X7R或X5R陶瓷電容，以獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。當(dāng)VIN需要瞬時(shí)提供大電流時(shí)，需要使用大的有效輸入電容，多個(gè)輸入電容可以限制輸入跟蹤電感，增加輸入電容還可以限制振鈴并使其保持在設(shè)備絕對(duì)最大額定值以下。

2. 輸出電容選擇（COUT）

輸出電容應(yīng)盡可能靠近VOUT引腳放置。選擇10μF或更大的X7R或X5R陶瓷電容可獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。SGM2072能夠保持穩(wěn)定的COUT最小有效電容為4.7μF。由于陶瓷電容的溫度、直流偏置和封裝尺寸會(huì)改變有效電容，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮足夠的COUT余量。此外，較大電容和較低ESR的COUT有助于提高高頻PSRR和改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

五、電氣特性分析

1. 電壓精度

輸出電壓精度在不同溫度和負(fù)載條件下有明確的指標(biāo)，在 + 25℃時(shí)精度為 ± 1.5%，在 - 40℃至 + 125℃溫度范圍內(nèi)，負(fù)載電流從1mA到1.2A時(shí)，輸出電壓精度也能滿足設(shè)計(jì)要求。

2. 電源抑制比

在1kHz時(shí)，VIN到VOUT的PSRR典型值為75dB，VBIAS到VOUT的PSRR典型值為80dB，顯示了該調(diào)節(jié)器對(duì)電源噪聲的良好抑制能力。

3. 壓差電壓

VIN壓差電壓定義為當(dāng)VOUT下降到95% × VOUT(NOM)時(shí)，VIN與VOUT之間的差值；VBIAS壓差電壓指當(dāng)VIN和BIAS引腳連接在一起且VOUT下降到95% × VOUT(NOM)時(shí)，VBIAS - VOUT的值。對(duì)于輸出電壓低于1.6V的情況，VBIAS壓差電壓不適用，因?yàn)樽钚∑秒娫措妷簽?.5V。

4. 電流限制和保護(hù)

輸出電流限制在VOUT = 90% VOUT(NOM)，溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃時(shí)，典型值為1.2A，最大值為2.7A；短路電流限制在VOUT = 0V時(shí)，典型值為0.9A。此外，還有熱關(guān)斷保護(hù)功能，當(dāng)芯片溫度超過165℃時(shí)，芯片進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，直到溫度下降到135℃。

六、應(yīng)用注意事項(xiàng)

1. 可調(diào)調(diào)節(jié)器

SGM2072 - ADJ的輸出電壓可以在0.5V至3.3V之間調(diào)節(jié)，通過將ADJ引腳連接到兩個(gè)外部電阻來實(shí)現(xiàn)。輸出電壓由公式 (V{OUT }=V{ADJ } timesleft(1+frac{R{1}}{R{2}}right)) 確定，其中 (V_{ADJ}=0.5V)。為了提高反饋回路穩(wěn)定性和PSRR，增加瞬態(tài)響應(yīng)并降低輸出噪聲，可以在R1上并聯(lián)一個(gè)電容CFF，R2 ≤ 10kΩ，CFF的有效電容范圍為1nF至100nF。

2. 使能操作

EN引腳用于啟用/禁用設(shè)備以及激活/停用輸出自動(dòng)放電功能。當(dāng)EN引腳電壓低于0.4V時(shí)，設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，此時(shí)自動(dòng)放電晶體管激活，通過一個(gè)88Ω（典型值）的電阻釋放輸出電壓；當(dāng)EN引腳電壓高于1V時(shí)，設(shè)備處于激活狀態(tài)，輸出電壓被調(diào)節(jié)到預(yù)期值，自動(dòng)放電晶體管關(guān)閉。當(dāng)EN引腳浮空時(shí)，內(nèi)部0.27μA（典型值）的電流源會(huì)將其拉低，確保SGM2072處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，降低系統(tǒng)功耗。

3. 反向電流保護(hù)

由于NMOS功率晶體管具有固有的體二極管，當(dāng)VOUT > VIN時(shí)，體二極管會(huì)正向偏置，反向電流從VOUT引腳流向VIN引腳會(huì)損壞SGM2072。如果在應(yīng)用中預(yù)計(jì)VOUT > (VIN + 0.3V)，則需要在VOUT引腳和VIN引腳之間添加一個(gè)外部肖特基二極管來保護(hù)SGM2072。

4. 負(fù)偏置輸出

當(dāng)輸出電壓為負(fù)時(shí)，由于寄生效應(yīng)，芯片可能無法啟動(dòng)。因此，在所有條件下都要確保輸出大于 - 0.3V。如果應(yīng)用中預(yù)期有過大的負(fù)偏置輸出，可以在VOUT引腳和GND引腳之間添加一個(gè)肖特基二極管。

七、總結(jié)

SGM2072憑借其高性能、寬電壓范圍、完善的保護(hù)功能和低功耗等優(yōu)點(diǎn)，成為電子工程師在設(shè)計(jì)各類電源電路時(shí)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，合理選擇輸入和輸出電容，正確使用可調(diào)調(diào)節(jié)器和使能操作，同時(shí)注意反向電流保護(hù)和負(fù)偏置輸出等問題，以充分發(fā)揮SGM2072的性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用SGM2072的過程中，有沒有遇到過一些獨(dú)特的問題或者有什么特別的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。