SGM2050：高精度、低噪聲、低 dropout 線性穩(wěn)壓器的卓越之選

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，一款性能出色的線性穩(wěn)壓器至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解 SGM2050 這款高準(zhǔn)確性、低噪聲、極低 dropout 的線性穩(wěn)壓器，看看它能為我們的設(shè)計(jì)帶來哪些優(yōu)勢(shì)。

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一、產(chǎn)品概述

SGM2050 由 SGMICRO 推出，能夠提供高達(dá) 3A 的輸出電流，典型 dropout 電壓僅為 99mV。其工作輸入電壓范圍靈活，有 BIAS 時(shí)為 1.1V 至 7V，無 BIAS 時(shí)為 1.4V 至 7V。輸出電壓的設(shè)置方式多樣，通過引腳選擇操作可在 0.8V 至 3.95V 范圍內(nèi)設(shè)置，使用外部電阻分壓器則能將輸出電壓調(diào)整到 0.8V 至 5.2V。

此外，SGM2050 還具備邏輯控制的關(guān)機(jī)模式、短路電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)等功能，并且擁有自動(dòng)放電功能，可在禁用狀態(tài)下快速放電 Vout。它適用于需要高精度、低噪聲和高電流電源的應(yīng)用場(chǎng)景，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADCs）、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DACs）和 RF 組件等，同時(shí)也能為 FPGAs、DSPs 和 ASICs 等數(shù)字負(fù)載提供最佳的系統(tǒng)性能。

二、產(chǎn)品特性

1. 輸入輸出電壓范圍

• 輸入電壓：有 BIAS 時(shí)為 1.1V 至 7V，無 BIAS 時(shí)為 1.4V 至 7V。
• 輸出電壓：可調(diào)節(jié)操作范圍為 0.8V 至 5.2V，引腳選擇操作范圍為 0.8V 至 3.95V。

2. 高精度與低噪聲

• 輸出電壓精度：在 +25℃ 時(shí)為 ±1%。
• 低 dropout 電壓：3A 時(shí)典型值為 99mV。
• 低噪聲：有 BIAS 時(shí)典型值為 (5 mu V_{RMS })。

3. 出色的瞬態(tài)響應(yīng)

具備優(yōu)秀的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)能力，能快速應(yīng)對(duì)電壓和負(fù)載的變化。

4. 其他特性

• 輸出自動(dòng)放電功能，確保在禁用狀態(tài)下快速放電。
• 可調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)浪涌控制，減少浪涌電流。
• 支持電源良好指示功能，方便監(jiān)測(cè)輸出狀態(tài)。
• 工作溫度范圍為 -40℃ 至 +125℃，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
• 采用綠色 TQFN - 3.5×3.5 - 20L 封裝，符合環(huán)保要求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 無線設(shè)備

在無線設(shè)備中，SGM2050 的高精度和低噪聲特性能夠?yàn)?a target="_blank">射頻組件提供穩(wěn)定的電源，減少干擾，提高無線通信的質(zhì)量。

2. 工業(yè)、儀器儀表和醫(yī)療領(lǐng)域

這些領(lǐng)域?qū)﹄娫吹姆€(wěn)定性和精度要求極高，SGM2050 能夠滿足其需求，確保設(shè)備的可靠運(yùn)行。

3. ADC 和 DAC

為 ADC 和 DAC 提供高精度的電源，有助于提高轉(zhuǎn)換精度和性能。

4. ATE（自動(dòng)測(cè)試設(shè)備）

在 ATE 中，SGM2050 能夠?yàn)闇y(cè)試電路提供穩(wěn)定的電源，保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

四、引腳配置與功能

1. 引腳配置

SGM2050 采用 TQFN - 3.5×3.5 - 20L 封裝，各引腳功能明確，包括輸出引腳（OUT）、輸出電壓感測(cè)輸入引腳（SNS）、反饋電壓輸入引腳（FB）、電源良好指示輸出引腳（PG）等。

2. 引腳功能

• OUT：穩(wěn)壓器輸出引腳，建議使用有效電容在 10pF 至 1000pF 范圍內(nèi)的輸出電容，且陶瓷電容應(yīng)盡可能靠近 OUT 引腳放置，以確保穩(wěn)定性。
• SNS：輸出電壓感測(cè)輸入引腳，僅在引腳選擇編程模式下連接到輸出走線的負(fù)載側(cè)，若通過外部電阻設(shè)置 Vout 電壓，則保持 SNS 引腳浮空。
• FB：反饋電壓輸入引腳，連接到外部電阻分壓器的中點(diǎn)以調(diào)整輸出電壓，電阻應(yīng)盡可能靠近該引腳放置。
• PG：電源良好指示輸出引腳，開漏、高電平有效輸出，指示 Vout 的狀態(tài)，當(dāng)輸出電壓達(dá)到目標(biāo)的 Vmpe 時(shí)，PG 引腳進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。

五、電氣特性

1. 輸入輸出電壓相關(guān)參數(shù)

• 輸入電源電壓范圍為 1.1V 至 7V，偏置電源電壓范圍在特定條件下為 3V 至 7V。
• 輸出電壓范圍根據(jù)不同操作模式有所不同，引腳選擇操作時(shí)為 0.8V 至 3.95V，可調(diào)節(jié)操作時(shí)為 0.8V 至 5.2V。

2. 其他參數(shù)

• 反饋電壓在 +25℃ 時(shí)為 0.792V 至 0.808V。
• 線路調(diào)節(jié)和負(fù)載調(diào)節(jié)性能良好，能有效保持輸出電壓的穩(wěn)定。
• 輸出電流限制在特定條件下為 3.1A 至 5.2A，確保在過載時(shí)設(shè)備的安全。

六、典型性能特性

1. 瞬態(tài)響應(yīng)

包括 VIN 線路瞬態(tài)響應(yīng)、VBIAS 線路瞬態(tài)響應(yīng)、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)等，展示了 SGM2050 在不同輸入和負(fù)載變化下的快速響應(yīng)能力。

2. 噪聲特性

輸出噪聲密度與頻率的關(guān)系曲線表明，SGM2050 在不同工作條件下都能保持較低的噪聲水平。

3. 電源抑制比

在不同頻率下，SGM2050 對(duì)電源噪聲的抑制能力較強(qiáng)，有助于提高電源的純凈度。

七、應(yīng)用信息

1. 電容選擇

• 輸入電容：輸入去耦電容應(yīng)盡可能靠近 IN 引腳和 BIAS 引腳放置，選擇 (C{IN}=10 mu F / C{BIAS}=5 mu F) 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷電容，以確保設(shè)備穩(wěn)定性和良好的動(dòng)態(tài)性能。
• 輸出電容：輸出電容應(yīng)靠近 OUT 引腳放置，選擇 10μF 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷電容，SGM2050 保持穩(wěn)定的 Cout 最小有效電容為 10μF，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮足夠的余量。
• 降噪和軟啟動(dòng)電容：通過在 NR/SS 引腳上使用外部電容 (C_{NR/SS})，可實(shí)現(xiàn)可編程、單調(diào)的輸出上升軟啟動(dòng)時(shí)間，不僅能最小化浪涌電流，還能降低內(nèi)部參考的噪聲成分。

2. 輸出電壓調(diào)整

• 引腳選擇可編程輸出電壓：通過引腳 2 和引腳 5 至 11 的引腳選擇電阻實(shí)現(xiàn)，每個(gè)引腳可接地（有效）、浮空（開路）或連接到 SNS 引腳，輸出電壓由內(nèi)部參考電壓加上各有效引腳分配的電壓之和確定。
• 可調(diào)節(jié)輸出電壓：當(dāng)輸出電壓范圍大于 3.95V 且高達(dá) 5.2V 時(shí)，需使用外部電阻，輸出電壓由公式 (V{OUT }=0.8 V timesleft(1+frac{R{1}}{R_{2}}right)) 確定。

3. 其他功能

• 使能控制：EN 引腳用于啟用/禁用設(shè)備和激活/停用輸出自動(dòng)放電功能。
• 反向電流保護(hù)：當(dāng) (V{OUT }>(V{IN }+ 0.3V)) 時(shí)，通晶體管的固有體二極管會(huì)正向偏置，若預(yù)期有擴(kuò)展反向電壓操作，可能需要外部限制。
• 負(fù)偏置輸出：當(dāng)輸出電壓為負(fù)時(shí)，芯片可能因寄生效應(yīng)無法啟動(dòng)，需確保輸出在所有條件下大于 -0.3V，若應(yīng)用中預(yù)期有過大的負(fù)偏置輸出，可在 OUT 引腳和 GND 引腳之間添加肖特基二極管。
• 輸出電流限制和短路保護(hù)：過載時(shí)輸出電流內(nèi)部限制為 4.1A（典型值），OUT 引腳短路到地時(shí)，短路保護(hù)將輸出電流限制為 2A（典型值）。
• 熱關(guān)斷：SGM2050 可檢測(cè)芯片溫度，當(dāng)芯片溫度超過熱關(guān)斷閾值時(shí)，設(shè)備將進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，直到芯片溫度降至 +140℃。
• 功率耗散：功率耗散 (P{D}=(V{IN }-V{OUT }) ×I{OUT })，當(dāng)設(shè)備功率耗散過高且工作結(jié)溫超過 +165℃ 時(shí)，熱關(guān)斷保護(hù)啟動(dòng)。

八、總結(jié)

SGM2050 作為一款高性能的線性穩(wěn)壓器，在高精度、低噪聲、低 dropout 等方面表現(xiàn)出色，具備多種保護(hù)功能和靈活的輸出電壓設(shè)置方式，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體需求合理選擇電容、設(shè)置輸出電壓，并注意各種保護(hù)功能的應(yīng)用，以充分發(fā)揮 SGM2050 的優(yōu)勢(shì)。你在使用線性穩(wěn)壓器時(shí)遇到過哪些問題？你認(rèn)為 SGM2050 在你的項(xiàng)目中會(huì)有怎樣的表現(xiàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的看法。