LDO器件关键特性详解.docx

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LDO器件关键特性详解

LDO低压差线性稳压器件，常见的电源拓扑如下：

下面将会以TI的一款LDO芯片来介绍其主要参数：

资料来源于TI官网。

FEATURE==器件的特性（厂商也要吹牛逼）

1.Availablein1.8V,2.5V,3.3V,5V,andAdjustableVersions

可以获得的版本，也就是输出电压类型：

1.8v，2.5v，3.3v，5v以及输出可调节的版本。

2.Space-SavingSOT-223andWSONPackages

这个是描述的封装类型。

封装指的是体积大小，引脚尺寸；这个参数将会影响到PCB板上的面积以及散热性能。

3.CurrentLimitingandThermalProtection

有电流限制以及热保护功能；电流超过一定值或者温度过高，器件将会停止输出，直到电流小于判断阈值，温度小于判断阈值。

4.OutputCurrent800mA

输出电流可以达到800mA，但是正常工作电流要小于此值，不然功率损耗太大。

5.LineRegulation0.2%（Maximum）

线性调整率，输入电压在规定范围内的变化对输出电压造成的影响的大小（也就是输出电压的变化率）。

Φ=（vout正常-vout1）/vout正常

6.LoadRegulation0.4%（Maximum）

负载调整率，指的是负载变化时造成输出电压的变化。

Φ=（vout正常-vout1）/vout正常

7.TemperatureRange

LM1117:

0°Cto125°C

这个一般指的是器件的存储温度以及使用的温度，超过规定的温度值，芯片可能会损坏。

-------------------------------------------------以下也能见到--------------------------------------------------

8.OutputNoisefrom10Hzto10KHz:

0.003%ofVOUT

输出噪声，也就是纹波，为输出电压Vout*0.003%，表示的是幅度；10Hz-10KHz是频率。

9.OutputVoltageAccuracy:

±1%

输出电压精确度。

比如输出5V，则变化范围是（5-5*1%）到（5+5*1%）。

10.MaximumQuiescentCurrent:

IQMAX=6mA

芯片没工作的情况下，就是输出电流为0时（有输入电流时），器件本身消耗的电流，所有的东西不可能做到的绝对电阻无限大。

11.GROUNDCurrent

地电流，指的是器件正常工作时，输入电流与输出电流差值。

12.PSRRatIOUT=300mAandf=120Hz:

70dB

电源抑制比（PSRR）是输入电源变化量（以伏为单位）与转换器输出变化量（以伏为单位）的比值，常用分贝表示。

PSRR=20log[（Ripple（in）/Ripple（out））]

来自互联网：

LDO需要连接外部输入和输出电容器。

利用较低等效串联电阻（ESR）的大容量电容器一般可以全面改善电源PSRR、噪声以及瞬态响应。

陶瓷电容器通常是首选，因为它的价格低而且故障模式是断路，相比之下钽电容器比较昂贵而且故障模式是短路而不被采用。

输出电容器的ESR会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的ESR，大概为10mΩ量级。

采用陶瓷电容时，建议使用X5R和X7R电介质材料，这是因为它们具有较好的温度稳定性。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

APPLICATION==器件的应用场合

1.PostRegulatorforSwitchingDC–DCConverter

用于DCDC芯片转化器之后的稳压

2.HighEfficiencyLinearRegulators

高效的线性稳压器

3.BatteryChargers

电池充电器

4.PortableInstrumentation

便携式仪表

5.ActiveSCSITerminationRegulator

有源终端SCSI（SmallComputerSystemInterface小型计算机系统接口）稳压器

DESCRIPTION

TheLM1117isalowdropoutvoltageregulatorwithadropoutof1.2Vat800mAofloadcurrent.

LM1117是一款低压差稳压器，在800毫安的负载电流下具有1.2V的压差。

加横线的注意，就是说在输出电流为800mA时，输入与输出的压差为1.2V。

TheLM1117isavailableinanadjustableversion,whichcansettheoutputvoltagefrom1.25to13.8Vwithonlytwoexternalresistors.Inaddition,itisavailableinfivefixedvoltages,1.8V,2.5V,3.3V，and5V。

LM1117是一个输出可调整的LDO版本，通过外部的两个电阻就可以设置输出为1.25V到13.8V。

除此之外，还有固定输出版本可以使用。

TheLM1117offerscurrentlimitingandthermalshutdown.ItscircuitincludesaZenertrimmedbandgapreferencetoassureoutputvoltageaccuracytowithin±1%.

LM1117提供限流和热关断功能。

 其电路包括一个齐纳调整带隙基准，以确保输出电压精度在±1％以内。

Aminimumof10-µFtantalumcapacitorisrequiredattheoutputtoimprovethetransientresponseandstability。

输出端至少需要10μF的钽电容，以改善瞬态响应和稳定性。

就是滤波电容（储能），一般的瓷质电容也行，性能太差当然不行。

图一为封装信息

图一

之前说过了，封装大小的不一致，决定了器件大小，进而决定了器件的有效散热面积，造成器件发热，便携式器件发热，在电子产品热设计规范中，对于器件的温升有严格的要求。

图二实际使用时的典型电路

图二

图中包含输出电压的计算公式VOUT=1.25（1+R2/R1）。

1.25V为反馈端电压值。

一般而言，在其他芯片标注时，可能会遇到如下公式VOUT=1.25（1+R2/R1）+Iadj*R2，Iadj为反馈引脚电流值，但是一般为uA级，所以加黑部分在一般应用时一般可以忽略不计。

PINCONGFIGURATIONANDFUNCTIONS

图三为芯片封装俯视图以及芯片引脚对应关系

图三

笔者是借用TI芯片的图来表述对应的含义，如果出现引脚与实物不符合的情况，均与笔者无关。

以上描述的是引脚功能

ADJ/GND表述的是在可调输出版本时，为调整端；在固定输出版本时，为接地端。

Vin为芯片的电源输入引脚。

Vout为芯片的稳压电源输出引脚。

ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS

绝对参数

最小最大

单位

最大输入电压（Vin和GND）

万用表正表笔接输入，负表笔接GND测量；

20

V

功率损耗

内部限制

结温（器件内部工作最大温度）

150

摄氏度

焊接温度

TO-220（T）Package,10s

260

摄氏度

SOT-223（MP）Package,4s

260

存储温度

-65150

摄氏度

StressesbeyondthoselistedunderAbsoluteMaximumRatingsmaycausepermanentdamagetothedevice.Thesearestressratingsonly,whichdonotimplyfunctionaloperationofthedeviceattheseoranyotherconditionsbeyondthoseindicatedunderRecommendedOperatingConditions.Exposuretoabsolute-maximum-ratedconditionsforextendedperiodsmayaffectdevicereliability

强调超出绝对最大额定值列出的可能会导致设备永久性损坏。

这些是压力评级只有在这些或任何其他超出建议的条件下的条件下，不暗示器件的功能操作运行条件。

暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。

----也就是免责声明。

ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ（max）,RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=（TJ（max）–TA）/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.

上面为功耗的计算方式。

ESDRATINGS

防静电

人体放电模式，防静电正负2000V。

静电是幅值很大，电流很小。

人体模式以及静电波形具体可以参考XX百科，静电说复杂也复杂，说简单也简单，还是自己去了解吧。

RECOMMONENDEDOPERATINGCONDITIONS

MINMAX

输入电压

15

摄氏度

结温

LM1117

0125

摄氏度

LM1117I

-40125

ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ（max）,RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=（TJ（max）–TA）/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.

上面为功耗的计算方式。

每个厂商的描述不一致，测试条件也不一致。

THERMALINFORMATION

与热有关的参数---一般描述的热阻，热阻就像电阻一样，电阻阻碍电流传输；热阻阻碍热量的传递、散发，越小越好。

热指标

LM1117、LM1117I

单位

SOT223

TO-220

TO-252

WSON

TO-263

4引脚

3引脚

3引脚

8引脚

3引脚

RθJA结到环境热阻

61.6

23.8

45.1

39.3

41.3

℃/W

RθJC（top）结到外壳（上）热阻

42.5

16.6

52.1

31.4

44.1

℃/W

RθJB结到板上热阻

10.4

5.3

29.8

16.5

24.2

℃/W

ψJT结到顶部特征参数

2.9

3.1

4.5

0.3

10.9

℃/W

ψJB结到板上特征参数

10.3

5.3

29.4

16.7

23.2

℃/W

RθJC（bot）结到外壳（下）热阻

----

1.5

1.3

5.6

1.3

℃/W

Formoreinformationabouttraditionalandnewthermalmetrics,seetheSemiconductorandICPackageThermalMetricsapplicationreport,SPRA953.

有关传统和新型散热指标的更多信息，请参阅“半导体和IC封装散热量度”应用报告SPRA953。

TI的测量方法以及相关说明，SPRA953可以在某度上找到。

LM1117ELECTRICALCHARACTERISTICS

电性能参数说明

unlessotherwisespecified,TJ=25°C.

除非其他的申明，结温一般为25℃。

（1）Alllimitsareensuredbytestingorstatisticalanalysis.

（2）TypicalValuesrepresentthemostlikelyparametricnormal.

（3）Loadandlineregulationaremeasuredatconstantjunctionroomtemperature.

（1）所有限制都通过测试或统计分析来确保。

（2）典型值代表最可能的参数正常值。

（3）负载和线路调节在恒定的室温下测量。

笔者说：

上面表示对于测试环境的描述、可能的参数值（与实际有出入）、代表他们的测试结果。

参数

测试环境

小典型大

单位

VREF参考电压

（对于可调输出芯片，参考电压为ADJ引脚的电压）

LM1117-ADJ输出电流10mA

输入电压减去输出电压为2V

结温在25摄氏度时

1.2381.251.262

V

LM1117-ADJ

输出电流在10mA到800mA之间；输入减去输出电压在1.4V到10V之间

结温25℃

1.25

超范围

0°Cto125°C

小于0或大于125

1.2251.27

VOUT输出电压

（输出端电压值）

LM1117-1.8输出电流为10mA

输入电压为3.8V，结温25摄氏度时

1.7821.81.818

V

LM1117-1.8输出电流在0到800mA之间，输入电压在3.2到10V

结温25℃

1.8

超过结温范围0到125℃

小于0或大于125

1.7461.854

△VOUT输出电压变化率

线性调整率

LM1117-ADJ输出电流为10mA

输入减去输出电压在1.5V到13.75V

结温25℃

0.035%

V

超过结温范围0到125℃

小于0或大于125

0.2%

△VOUT输出电压变化率

负载调整率

LM1117-ADJ输出电流在10mA到800mA变化时

输入减去输出电压为3V

结温25℃

0.2%

V

超过结温范围0到125℃

小于0或大于125

0.4%

以上数据表来源于TI数据手册翻译，对于其中部分做了说明，当您发现错误时，请指出。

谢谢。

LM1117ELECTRICALCHARACTERISTICS

继续电性能参数

除非有说明，否则结温为25摄氏度下。

（4）Thedropoutvoltageistheinput/outputdifferentialatwhichthecircuitceasestoregulateagainstfurtherreductionininputvoltage.Itismeasuredwhentheoutputvoltagehasdropped100mVfromthenominalvalueobtainedatV

IN=VOUT+1.5V.

（5）Theminimumoutputcurrentrequiredtomaintainregulation.

（4）压差电压是输入/输出差分，电路停止调节以防止输入电压的进一步降低。

当输出电压从VIN=VOUT+1.5V时获得的额定值下降100mV时测量。

（5）维持调节所需的最小输出电流。

参数

测试环境

小典型大

单位

VIN减去VOUT

输入电压减去输出电压为压差

输出电流为100mA时

结温25摄氏度

1.1

V

超过规定范围

1.2

输出电流为500mA时

结温25摄氏度

1.15

V

超过规定范围

1.25

输出电流为800mA时

结温25摄氏度

1.2

V

超过规定范围

1.3

电流限制

输入电流减去输出电流为5V时，结温为25摄氏度时

80012001500

mA

最小负载电流

可正常输出电压时的电流

LM1117-ADJ输入电压

为15V时

结温25摄氏度

1.7

mA

超过规定范围

5

静态电流

LM1117-1.8V

输入电压小于等于15V

结温25摄氏度

5

mA

超过规定范围

10

热管理

这一部分还未理解

纹波管理

纹波频率120Hz，输入减输出

电压为3V，纹波幅度为1VPP

结温25摄氏度

75

dB

超过规定范围

60

调整脚电流

结温25摄氏度

60

超过规定范围

120

输出脚电流变化

输出电流在10mA到800mA之间输入减输出电压在1.4V到10V之间

结温25摄氏度

0.2

uA

超过规定范围

5

温度精确度

0.5%

长时间工作稳定性

结温125摄氏度。

1000小时

0.3%

平均输出噪声

10KHz到10KHz

0.003%*Vout

以上来自于TI数据手册翻译，外加菜鸟（本人）的理解，只供参考，如因此产生问题，与本人无关。

TYPICALCHARACTERISTICS

典型特征

图一表示在不同的结温下，输入减去输出的电压值与输出电流之间的关系。

图二表示在不同的结温下，输出短路电流和输入减去输出电压的关系。

图三表示，输出（负载）电流为800mA时，不同结温下的负载调整率。

图四表示：

纹波抑制与频率的关系（输入出现电压波动，输出调整能力）。

笔者愚笨，还需要接着学习。

图五表示，输出输入电容一定，纹波频率一定，纹波抑制与输出电流之间的关系。

图六表示，温度精确性。

温度不同时，输出电压的波动变化。

图七温度和调整引脚电流之间的关系。

图八是负载电流变化时，输出电压的瞬态反应速度。

负载瞬态响应显示了电路在负载电流瞬变时,输出电压维持在特定范围内的能力，维持输出电压稳定来确保电路的正常工作。

过快的响应会使输出电压发生damping，而太慢的响应会延长电压恢复正常水平的时间。

好了，一般的LDO数据手册表格部分到这就结束了，下来会讲述典型应用电路以及计算等：

接下来这部分大家按照要求都可以来绘制原理图，当然说道输入输出计算，涉及到的参数太多，笔者也是在工作中来写这个，没时间，也不精通计算。

对于前面描述的部分，如果你是学生，可以多多学习，对于不会的就自己查找；

对于工作人员可以看看一笑了之，确实没什么技术含量，仅供大家方便学习。

部分来自互联网，谢谢。