本ドキュメントはCypress (サイプレス) 製品に関する情報が記載されております。 富士通マイクロエレクトロニクス DATA SHEET DS04-27271-2 ASSP 電源用 降圧 DC/DC コンバータ + 低ノイズ LDO MB39C022G/MB39C022J/MB39C022L MB39C022N ■ 概要 MB39C022 は 2 チャネルの電源用 IC です。降圧 DC/DC コンバータ 1 チャネルと LDO レギュレータ 1 チャネルで構成 されています。DC/DC コンバータでは , カレントモード方式による高速過渡応答が可能です。さらに , LDO レギュレータ により , ノイズの影響を受けやすい回路への電源供給が可能です。 ■ 特長 ・ 電源電圧範囲 ：2.5 V ∼ 5.5 V ・ スイッチング FET 内蔵の降圧 DC/DC(CH1) ：出力 0.8 V ∼ 4.5 V, 600 mA Max DC ・ LDO (CH2) ：出力 3.30 V, (MB39C022G) 300 mA Max DC 出力 2.85 V, (MB39C022J) 300 mA Max DC 出力 1.80 V, (MB39C022L) 300 mA Max DC 出力 1.20 V, (MB39C022N) 300 mA Max DC ・ 誤差増幅器スレッショルド電圧 ： 0.3 V ± (2.5%) (CH1) ・ カレントモード方式による高速過渡応答 (CH1) ・ VO1/VIN1 ≦ 80% (IO1 ≦ 10 mA) 時の軽負荷電流での PFM モード (CH1) ・ ホールド時間 66 ms のパワーオンリセット (CH1) ・ 短絡回路保護機能内蔵 (CH2) ・ 過電流保護機能内蔵 (CH1, CH2) ・ 過熱保護機能内蔵 ・ 小型プラスチック・SON-10 (3 mm × 3 mm) パッケージ ■ アプリケーション ・ 携帯機器 ・ PND, GPS ・ PMP ・ 携帯テレビ , USB ドングル (CMMB, DVB-T, DMB-T) ・ スマートフォン ・ MP3 Copyright2009 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED All rights reserved 2009.11 MB39C022 ■ 端子配列図 (TOP VIEW) GND1 LX VIN1 EN1 FB 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 EN2 VIN2 VOUT2 POR GND2 (LCC-10P-M04) ■ 端子機能説明 ブロック CH1 ( 降圧 DC/DC) CH2 (LDO) コントロール 電源 パワーオンリセッ ト 2 端子番号 端子記号 I/O 6 FB I CH1 の誤差増幅器入力端子です。 9 LX O CH1 のインダクタ接続用端子です。 3 VOUT2 O CH2 の LDO 出力端子です。 7 EN1 I CH1 のコントロール端子です。(L：シャットダウン /H：動作 ) 1 EN2 I CH2 のコントロール端子です。(L：シャットダウン /H：動作 ) 8 VIN1 ⎯ CH1 の電源端子です。 2 VIN2 ⎯ CH2 の電源端子です。 10 GND1 ⎯ CH1 の接地端子です。 5 GND2 ⎯ CH2 の接地端子です。 4 POR O CH1 パワーオンリセット出力端子です。 (NMOS オープンドレイン ) 機能説明 DS04-27271-2 MB39C022 ■ 入出力端子等価回路図 V IN 1 E N∗ POR ∗ G ND2 ∗ G ND2 V IN 1 V IN 1 ∗ LX FB ∗ G ND2 G ND1 V IN 2 ∗ V O U T2 ∗ G ND2 ＊：ESD 保護素子 DS04-27271-2 3 MB39C022 ■ ブロックダイヤグラム <<CH1 Buck DC/DC>> VIN1 Error Amp. 6 8 FB ICOMP PFM PWM Logic Control LX IO1 (600 mA Max) VO1 (0.8 V to 4.5 V) 9 DRV Current Limit LEVEL CONV. OSC GND1 10 VIN or VO1 <<CH2: LDO>> Error Amp. VIN2 2 POR 4 POR VOUT2 3 POR IO2 (300 mA Max) VO2 3.3 V: MB39C022G OCP/SCP VIN GND2 (2.5 V to 5.5 V) 2.85 V: MB39C022J 1.8 V: MB39C022L 1.2 V: MB39C022N 5 OTP VREF UVLO EN1 7 enb1 (H: CH1 ON) EN2 1 enb2 (H: CH2 ON) <<10 PIN>> 4 DS04-27271-2 MB39C022 ■ 機能説明 (1) PFM/PWM 論理制御部 (CH1) 内蔵の発振器 ( 方形波発振回路 ) から発振した周波数 (2.0 MHz) に従い同期整流動作するように内蔵の P-ch, N-ch MOS FET を制御します。軽負荷時は断続的に動作します。 この回路は , 同期整流による貫通電流と電流不連続モード時の逆流電流を防止しています。 本 IC の PWM 制御回路は , 制御方式がカレントモード方式のため , 電流のピーク値も随時監視・制御しています。 (2) レベルコンバータ および Iout コンパレータ回路 (CH1) レベルコンバータ回路は , 内蔵 P-ch MOS FET から外部インダクタへ流れる電流 (ILX) を検出します。Iout コンパレータ 回路は , ILX のピーク電流 IPK を I-V 変換した VIDET と 誤差増幅器の出力を比較して , PWM 論理制御回路を通じて内蔵 P-ch MOS FET を OFF させます。 (3) 誤差増幅器 (Error Amp.) (CH1) 誤差増幅器 (Error Amp.) は , DC/DC コンバータの出力電圧を検出し , Iout コンパレータ (ICOMP) へ出力します。 FB に外部接続されている出力電圧設定抵抗により , 任意の出力電圧を設定できます。 (4) LDO 部 (CH2) 内蔵されているローノイズロードロップアウトレギュレータ (LDO) は , 最大 300 mA の電流出力と 700 mA の過電流保 護 (OCP) , 350 mA の短絡回路保護 (SCP) が可能です。LDO 出力 VOUT2 には , 安定化のため MB39C022G, MB39C022N に は 4.7 μF, MB39C022J, MB39C022L には 1.0 μF の出力容量が必要です。 MB39C022G, MB39C022J, MB39C022L, MB39C022N の出力電圧はそれぞれ 3.3 V, 2.85 V, 1.8 V, 1.2 V に固定されている ため , 外部抵抗分圧器は不要です。 (5) POR 部 POR 回路は , FB 端子電圧を利用して VO1 を監視します。FB 端子電圧が VFBTH の 97％ に達すると , 66 ms のホールド時 間後に POR 端子が H レベルになります。 POR 端子はオープンドレイン出力であり , 外部抵抗で VIN または VO1 までプル アップされます。 タイミングチャート：(POR 端子は抵抗により VIN へプルアップ ) VUVLO VIN EN1 VTH × 97% FB POR thold thold VUVLO：UVLO スレッショルド電圧 (VTLH ＝ 2.050 V) VTH：FB 端子のスレッショルド電圧 (VTH ＝ 0.3 V) (6) 基準電圧部 (VREF) 高精度な基準電圧を BGR ( バンドギャップリファレンス ) 回路により生成します。 DS04-27271-2 5 MB39C022 (7) 低電圧時誤動作防止回路部 (UVLO) 過渡状態における IC の動作不良やシステムの破壊 / 劣化 , あるいは内部基準電圧起動時の瞬時電圧低下から保護しま す。UVLO 回路は VIN1 端子での電圧低下を検出し , IC 動作を停止します。VIN1 端子での電圧がこの回路のスレッショル ド電圧を超えると , システムが復帰します。 (8) 過熱保護部 (OTP) OTP 回路は , IC を熱による破壊から保護します。接合部温度が 135 °C に達すると , CH1 と CH2 の動作が OFF になりま す。接合部温度が ＋ 110 °C まで下がると , CH1 と CH2 は通常動作に復帰します。 (9) 制御部 (CTL) ・ 制御機能表 6 EN1 EN2 CH1, POR CH2 VREF, UVLO, OTP L L OFF OFF OFF H L ON OFF ON L H OFF ON ON H H ON ON ON DS04-27271-2 MB39C022 ■ 絶対最大定格 項目 電源電圧 入力電圧 POR プルアップ電圧 記号 条件 定格値 最小 最大 単位 VIN1 VIN1 端子 − 0.3 ＋ 6.0 V VIN2 VIN2 端子 − 0.3 VIN1 ＋ 0.3 V VFB FB 端子 − 0.3 VIN1 ＋ 0.3 V VEN1 EN1 端子 − 0.3 ＋ 6.0 V VEN2 EN2 端子 − 0.3 ＋ 6.0 V VPOR POR 端子 − 0.3 ＋ 6.0 V − 0.3 VIN1 ＋ 0.3 V LX 電圧 VLX LX 端子 LX ピーク電流 ILX LX 端子 AC ⎯ 1.6 A VOUT2 ピーク電流 IO2 VOUT2 端子 AC ⎯ 0.8 A ⎯ 2632*1, *2 ⎯ 980*1, *3 ⎯ 1053*1, *2, *4 ⎯ 392*1, *3, *4 − 55 ＋ 125 Ta ≦ ＋ 25 °C 許容損失 PD Ta ＝ ＋ 85 °C 保存温度 TSTG ⎯ mW °C ＊ 1：11.7 cm × 8.4 cm の 4 層エポキシ基板に実装時 ＊ 2：露出パッド接続あり , サーマルビア接続あり ( サーマルビア数 = 4 個 ) ＊ 3：露出パッド接続あり , サーマルビア接続なし ＊ 4：＋ 25 °C ∼ ＋ 85 °C 間の許容損失は , ＋ 25 °C の許容損失と＋ 85 °C の許容損失を結ぶ 2 つの直線によって得ることが できます。 （注意事項）・GND 端子に対して − 0.3 V 未満の負電圧を印加した場合 , LSI の配線上に寄生トランジスタが形成され , 誤動作を起こすことがあります。 ・LX 端子を VIN1 や VIN2, あるいは GND にショートさせると破壊することがあります。 このような 使用は禁止されています。 ＜注意事項＞ 絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があ ります。したがって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。 DS04-27271-2 7 MB39C022 ■ 推奨動作条件 項目 電源電圧 入力電圧 出力電圧 出力電流 動作周囲温度 記号 条件 規格値 単位 最小 標準 最大 2.5 3.7 5.5 V VIN1 VIN1 端子 *1, *3, *4, *5 VIN2 VIN2 端子 *2, *3 VFB FB 端子 ⎯ 0.30 ⎯ V VEN1 EN1 端子 0 ⎯ 5.5 V VEN2 EN2 端子 0 ⎯ 5.5 V VO1 CH1：降圧 DC/DC*1, *5 0.8 ⎯ 4.5 V ILX LX 端子 DC ⎯ ⎯ 0.6 A VOUT2 端子 DC ⎯ ⎯ 0.3 A − 40 ＋ 25 ＋ 85 °C IVOUT2 Ta ⎯ ＊ 1：最小 VIN1 は , 次の 2 つの条件を満たす必要があります：VIN1 ≧ (VIN1 Min) および VIN1 ≧ VO1 ＋ 0.5 V ＊ 2：最小 VIN2 は , 次の 2 つの条件を満たす必要があります：VIN2 ≧ (VIN2 Min) および VIN2 ≧ VO2 ＋ Vdrop (VO2, Vdrop の値は「■ 電気的特性」を参照してください。) ＊ 3：VIN1 ≧ VIN2 ＊ 4：VIN1 の起動立ち上がり時間≦ 1 ms を推奨 ＊ 5：VO1/VIN1 ≦ 80% (IO1 ≦ 10 mA) の軽負荷電流での PFM モード ＜注意事項＞ 推奨動作条件は , 半導体デバイスの正常な動作を保証する条件です。電気的特性の規格値は , すべてこの条 件の範囲内で保証されます。常に推奨動作条件下で使用してください。この条件を超えて使用すると , 信頼 性に悪影響を及ぼすことがあります。 データシートに記載されていない項目 , 使用条件 , 論理の組合せでの使用は , 保証していません。記載され ている以外の条件での使用をお考えの場合は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。 8 DS04-27271-2 MB39C022 ■ 電気的特性 (Ta ＝＋ 25 °C, VIN1 ＝ VIN2 ＝ 3.7 V) 記号 測定 端子 スレッショルド 電圧 VTH 6 入力バイアス電流 IFB 6 RPON 8,9 RNON 9,10 入力安定度 Vline1 負荷安定度 過電流保護 項目 SW PMOS-Tr ON CH1 抵抗 [ 降圧 DC/ SW NMOS-Tr ON DC] 抵抗 出力電圧 規格値 条件 単位 最小 標準 最大 FB 端子 − 2.5% 0.3 ＋ 2.5% V FB ＝ 0 V − 100 0 ＋ 100 nA ILX ＝− 100 mA ⎯ 0.35 ⎯ Ω ILX ＝ 100 mA ⎯ 0.25 ⎯ Ω ⎯ VIN1 ＝ 2.5 V ∼ 5.5 V*1 ⎯ 10 ⎯ mV Vload1 ⎯ IO1 ＝ 100 mA ∼ 600 mA ⎯ 10 ⎯ mV ILIM1 9 VOUT1 × 0.9 0.9 1.2 1.5 A IO2 ＝ 0 mA ∼− 300 mA MB39C022G − 2.5% 3.30 ＋ 2.5% V IO2 ＝ 0 mA ∼− 300 mA MB39C022J − 2.5% 2.85 ＋ 2.5% V IO2 ＝ 0 mA ∼− 300 mA MB39C022L − 2.5% 1.80 ＋ 2.5% V IO2 ＝ 0 mA ∼− 300 mA MB39C022N − 2.5% 1.20 ＋ 2.5% V VO2 3 入力安定度 Vline2 3 VIN2 ＝ 2.5 V ∼ 5.5 V*2 ⎯ ⎯ 10 mV 負荷安定度 Vload2 3 IO2 ＝ 0 mA ∼− 300 mA ⎯ ⎯ 25 mV ドロップアウト 電圧 Vdrop 3 IO2 ＝− 300 mA, VIN2 ＝ VO2： MB39C022G, MB39C022J ⎯ 200 ⎯ mV f ＝ 1 kHz ⎯ 70*4 ⎯ dB f ＝ 10 kHz ⎯ 70* 4 ⎯ dB f ＝ 1 kHz ⎯ 65* 4 ⎯ dB f ＝ 10 kHz ⎯ 65* 4 ⎯ dB f ＝ 1 kHz ⎯ 60*4 ⎯ dB f ＝ 10 kHz ⎯ 60*4 ⎯ dB f ＝ 1 kHz ⎯ 55*4 ⎯ dB f ＝ 10 kHz ⎯ 55* 4 ⎯ dB CH2 [LDO] MB39C022G*3 MB39C022J*3 電源電圧変動除去比 PSRR 3 MB39C022L*3 MB39C022N*3 出力ノイズ 電圧 Vnoise 3 f ＝ 10 Hz ∼ 100 kHz, EN1 ＝ 0 V ⎯ 55*4 ⎯ μVrms 過電流保護 ILIM2 3 VO2 × 0.9 500 700 980 mA 短絡回路保護 ISCP2 3 VO2 ＝ 0 V 150 350 700 mA （続く） DS04-27271-2 9 MB39C022 （続き） (Ta ＝＋ 25 °C, VIN1 ＝ VIN2 ＝ 3.7 V) 記号 測定 端子 ホールド時間 Thold 4 出力電圧 VPOR 出力電流 低電圧時誤動 作 防止回路部 [UVLO] 過熱 保護部 [OTP] 停止温度 発振部 [OSC] 出力周波数 項目 パワーオン リセット [POR] 制御部 [CTL] 全回路部 条件 規格値 単位 最小 標準 最大 fosc ＝ 2 MHz 52.8 66 79.2 ms 4 POR = 250 μA ⎯ ⎯ 0.1 V IPOR 4 POR ＝ 5.5 V ⎯ ⎯ 1 μA スレッショルド 電圧 VTHL 2, 8 1.95 2.10 2.25 V ヒステリシス幅 VH 2, 8 ⎯ ⎯ 0.20 ⎯ V TOTPH ⎯ ⎯ ⎯ ＋ 135 ⎯ °C TOTPHYS ⎯ ⎯ ⎯ ＋ 25 ⎯ °C fosc 9 ⎯ 1.6 2.0 2.4 MHz VIH 1, 7 EN1, EN2 ON 1.5 ⎯ ⎯ V VIL 1, 7 EN1, EN2 OFF ⎯ ⎯ 0.4 V 入力電流 IEN 1, 7 EN1, EN2 ＝ 0 V − 100 0 ＋ 100 nA シャットダウン 時電源電流 ICC1 8 EN1, EN2 ＝ 0 V ⎯ 0 1 μA ICC1 2 EN1, EN2 ＝ 0 V ⎯ 0 1 μA ICC2 8 ⎯ 30 60 ICC2 2 EN1 ＝ VIN1, EN2 ＝ 0 V IO1 ＝ 0 mA, VFB ＝ VIN1 ⎯ 0 1 ICC3 8 ⎯ 10 18 ICC3 2 ⎯ 60 120 ICC4 8 ⎯ 0.9 1.5 mA ICC4 2 ⎯ 60 120 μA ヒステリシス幅 入力電圧 スタンバイ時 電源電流 (DC/DC) スタンバイ時 電源電流 (LDO) 動作時無効電流 VIN1 EN1 ＝ 0 V, EN2 ＝ VIN1 IO2 ＝ 0 mA EN1, EN2 ＝ VIN1, VFB ＝ 0.2 V μA μA ＊ 1：最小 VIN1 は , 次の 2 つの条件を満たす必要があります：VIN1 ≧ (VIN1 Min) および VIN1 ≧ VO1 ＋ 0.5 V ＊ 2：最小 VIN2 は , 次の 2 つの条件を満たす必要があります：VIN2 ≧ (VIN2 Min) および VIN2 ≧ VO2 ＋ Vdrop (VO2,Vdrop の値は「■ 電気的特性」を参照してください。) ＊ 3：VIN2 ＝ VO2 ＋ 1 V, (MB39C022N: VIN2 = 2.5 V), IO2 ＝ 100 mA ＊ 4：この値は規格値ではありません。回路を設計する際の目安としてお使いください。 10 DS04-27271-2 MB39C022 ■ 標準動作特性測定回路図 EN2 EN2 GND1 C2 VIN2 LX VO1 C4 L1 VO2 VOUT2 VIN1 C5 VIN C1 POR POR EN1 EN1 R3 R5 GND2 C3 FB R6 記号 項目 規格値 C1 セラミックコンデンサ 10 μF C2 セラミックコンデンサ 4.7 μF C3 セラミックコンデンサ 22 pF C4 セラミックコンデンサ 4.7 μF C5 セラミックコンデンサ L1 インダクタ 2.2 μH R3 抵抗 1 MΩ R5 抵抗 600 kΩ R6 抵抗 200 kΩ ＊：VO1 の出力電圧は , 外部抵抗分圧器 R5 で調節可能です。 (R5 ＋ R6) (600 kΩ ＋ 200 kΩ) ＝ 0.3 V × VO1 ＝ Vref × R6 200 kΩ DS04-27271-2 備考 1 μF MB39C022J, MB39C022L 4.7 μF MB39C022G, MB39C022N VO1 ＝ 1.2 V 時 * ＝ 1.2 V 11 MB39C022 ■ アプリケーションノート [1] 部品の選定 DC/DC 用外部インダクタの選択 本 IC は 2.2 μH のインダクタを用いて適切に動作するように設計されています。これよりも大きな値を選択すると , 負 荷過渡時のオーバーシュート / アンダーシュートが大きくなります。これよりも小さな値を選択すると , リップル電圧が 大きくなります。 インダクタの飽和電流定格は , 通常動作条件下での LX ピーク電流値より大きくし , DC 抵抗は極力低いものを選んでく ださい。( 効率を高めるには 100 mΩ 以下を推奨します。) LX ピーク電流値 IPK は次式より求められます。 IPK ＝ IOUT ＋ L IOUT VIN VOUT D fosc VIN − VOUT L D × fosc 1 × 2 ＝ IOUT ＋ (VIN − VOUT) × VOUT 2 × L × fosc × VIN ：外部インダクタ値 ：負荷電流 (DC) ：電源電圧 ：出力設定電圧 ：スイッチングのオンデューティ ( ＝ VOUT/VIN) ：スイッチング周波数 (2.0 MHz) 例 ) VIN ＝ 3.7 V, VOUT ＝ 1.2 V, IOUT ＝ 0.6 A, L ＝ 2.2 μH, fosc ＝ 2.0 MHz 時 ピーク電流最大値 IPK は次のように求められます。 IPK ＝ IOUT ＋ (VIN − VOUT) × VOUT 2 × L × fosc × VIN ＝ 0.6 A ＋ (3.7 V − 1.2 V) × 1.2 V 2 × 2.2 μH × 2 MHz × 3.7 V ＝ 0.69 A I/O コンデンサ選択 ・ DC/DC の出力コンデンサの有限等価直列抵抗 (ESR) により , 電流変動量と ESR 値の積に等しいリップル電圧が出力に 発生します。出力コンデンサ値は , デバイスが DC/DC コンバータとして使われる際の動作安定性にも大きな影響を与 えます。そのため , DC/DC 出力コンデンサには , 基本的には C2 ＝ 4.7 μF のものを推奨しますが , リップル電圧が問題 になる場合は , これよりもコンデンサ値の大きいものを採用することで対策可能です。 ・ DC/DC の VIN1/VIN2 入力コンデンサに対しては , リップル電流による損失を抑えるため , ESR の低いものを選んでく ださい。 さらに , DC/DC と LDO の起動時のオーバーシュートを低減するため , 入力コンデンサ C1 と C4 には大型の セラミックコンデンサの使用を推奨します。推奨値は C1 = 10 μF, C4 ＝ 4.7 μF です。 ・ コンデンサの種類について 入力出力いずれもセラミックコンデンサを使用することは ESR の低減に有効であり , DC/DC コンバータ回路も小型化 できます。ただし , 電源回路は発熱源でもありますので , 温度特性が F ( − 80% ∼＋ 20%) のコンデンサは使用を避け てください。温度特性 B ( ± 10％ ∼ ± 20％) のコンデンサを推奨します。 通常の電解コンデンサは ESR が高いため , 使用を避けてください。 タンタルコンデンサは ESR の低減には効果がありますが , 故障時にショートモードになるという欠点があり大変危険 です。タンタルコンデンサを使用する場合は , ヒューズ入りのものを使用されることを推奨します。 12 DS04-27271-2 MB39C022 [2] DC/DC 出力電圧設定 本 IC の出力電圧 VO1 は外部抵抗分圧器 R5 と R6 によって決定されます。C3 は安定性を向上させるために使用するコン デンサであることに注意してください。C3 には 22 pF のコンデンサを使用すると , あらゆる場合に適切です。 VO1 ＝ Vref × R5 ＋ R6 R6 ＝ 0.3 V × 600 kΩ ＋ 200 kΩ 200 kΩ ＝ 1.2 V VO1 MB39C022 R5 C3 6 FB R6 Vref (0.3 V) + [3] パワーオンリセット (POR) R3 および R4 は POR ( 4 ピン ) のプルアップ抵抗です。R3 と R4 のいずれかに 1 MΩ の抵抗を接続する必要があります。 R3 に 1 MΩ の抵抗があり , R4 が開放されると , POR は VIN に接続されます。R4 に 1 MΩ の抵抗があり , R3 が開放される と , POR は VO1 に接続されます。 デフォルトでは R3 のみに 1 MΩ の抵抗が必要で , R4 は開放されます。 DS04-27271-2 13 MB39C022 [4] 許容損失・熱検討 DC/DC は高効率のため , ほとんどの場合検討は不要です。一方の LDO は , 本質的な効率損失によってかなり大きな発 熱源になります。 したがって , 本 IC が高電源電圧 , 高負荷 , 低 LDO 出力電圧 , または高温で使用される場合は検討の必 要があります。 内部損失 (PC) は概ね下記の式で表されます。 PC ＝ PC1 ＋ PC2 ＝ IO12 × (RDC ＋ D × RONP ＋ (1 − D) × RONN) ＋ IO2 × Vdrop PC1 PC2 RDC D RONP RONN IO1 IO2 Vdrop ：DC/DC の導通損失 ：LDO の導通損失 ：外部インダクタの直列抵抗 ( ＜ 100 mΩ を推奨 ) ：スイッチングのオンデューティ ( ＝ VOUT / VIN) ：内蔵 P-ch スイッチング FET ON 抵抗 ：内蔵 N-ch スイッチング FET ON 抵抗 ：DC/DC の負荷電流 ：LDO の負荷電流 ：LDO のドロップアウト電圧 上記の式は導通損失を示したものです。内部損失には他にもスイッチング損失や制御回路の損失が含まれますが , これ らは導通損失と比較すると微小なものであるため無視することができます。 PC1 については , 高温 , 高負荷のシナリオ (VIN ＝ 3.7 V, VO1 ＝ 1.2 V, IO1 ＝ 0.6 A, Ta ＝＋ 70 °C) を検討してください。こ こで , RONP ≒ 0.4 Ω および RONN ≒ 0.3 Ω は , “MOS FET ON 抵抗 - 動作周囲温度特性 ” のグラフに基づきます。PC1 ＝ 156 mW です。 P C2 については , 低出力電圧 (MB39C022N), 高温 , 高負荷のシナリオ (VIN = 3.7 V, VO2 = 1.2 V, IO2 ＝ 0.3 A, Ta ＝ ＋ 70 °C) を検討してください。ここで , PC2 ＝ 0.75 W です。PC2 >> PC1 であることに注意してください。 “ 許容損失 - 動作周囲温度特性 ” のグラフから , 動作周囲温度 Ta が ＋ 70 °C の際の最大許容損失は 1.4 W であり , 内部損 失は最大許容損失よりも低い値です。 14 DS04-27271-2 MB39C022 [5] ボードレイアウト・設計例 MB39C022 をプリント基板 (PCB) に物理的に配置する際は , いくつかの基本的な設計ガイドラインに従う必要がありま す。 ・ MB39C022 のレイアウト基盤の GND パターン作製において , AGND( アナログ接地 ) と PGND( 電源接地 ) の 2 つの接 地端子に分ける必要があります。接地を分けることにより , LDO 出力でのスイッチング周波数ノイズを最小限に抑え ることができます。 ・ 入力コンデンサ C1 と C4 は極力 VIN1 と PGND および VIN2 と AGND の両端子に近づけて配置してください。基板に 電源および GND のプレーンがある場合は , このコンデンサの端子の近くにスルーホールを設けてください。 ・ 本 IC と入力コンデンサ (C1), 出力コンデンサ (C2), 外部インダクタ (L1) との間には大きな AC 電流が流れます。 これらの部品はできるだけ本 IC の近くにまとめて , これらの部品が占めるループ面積全体を小さくしてください。 さらに , これらの部品は同一面に実装し , スルーホールを使用せずに配線するようにします。ネットは太く , 短く , 真直ぐに配線してください ( プレーンごとのレイアウトを推奨します )。 ・ C1 および C2 コンデンサの戻りは , PGND プレーンにまとめて接続します。 ・ LDO 入力コンデンサ (C4) と LDO 出力コンデンサ (C5) の戻りは AGND プレーンに接続します。 ・ アナログ接地プレーンと電源接地プレーンは 1 点に接続します。 ・ その他すべての信号 (EN1, EN2, FB) は AGND を参照する必要があり , 真下に AGND プレーンが必要です。 ・ VO1 および VO1 端子へのフィードバック配線は , 出力コンデンサ (C2) に最も近づけて配線してください。抵抗分圧器と FB 端子は非常に高感度のため , 本 IC の LX 端子からできるだけ離して配線してください。 ・ 本 IC の搭載面には GND プレーンを設けるようにしてください。SON-10 パッケージで効果的に放熱するため , サーマ ルパッドのフットプリント部分にサーマルビアを設けることを推奨します。 IC 部品配置例 VO1 PGND AGND プレーン VIN2 PGND プレーン C2 L1 PGND AGND C4 C1 C5 VIN1 VO2 DS04-27271-2 R5 R6 15 MB39C022 ■ 標準動作特性例 ( 下記の特性例は , “ ■ 標準動作特性測定回路図 ” で接続した場合の特性例です。) (1) DC/DC 変換効率 変換効率 η (%) CH1 のテスト条件： EN1 = VIN; EN2 = 0 V VO1 = 1.2 V; C1 = 10 μF; C2 = 4.7 μF 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.001 VIN = 3.7 V VIN = 4.3 V VIN = 5.5 V 0.01 0.1 1 負荷電流特性 IO1 (A) (2) DC/DC 負荷安定度 出力電圧 VO1 (V) CH1 のテスト条件： EN1 = VIN; EN2 = 0 V VO1 = 1.2 V; C1 = 10 μF; C2 = 4.7 μF 1.3 1.28 1.26 1.24 1.22 1.2 1.18 1.16 1.14 1.12 1.1 VIN = 3.7 V VIN = 4.3 V VIN = 5.5 V 0 0.2 0.4 0.6 負荷電流特性 IO1 (A) 16 DS04-27271-2 MB39C022 (3) DC/DC 入力安定度 出力電圧 VO1 (V) CH1 のテスト条件： EN1 = VIN; EN2 = 0 V VO1 = 1.2 V; C1 = 10 μF; C2 = 4.7 μF 1.3 1.28 1.26 1.24 1.22 1.2 1.18 1.16 1.14 1.12 1.1 IO1 = 0 mA IO1 = 300 mA IO1 = 600 mA 3.2 3.7 4.2 4.7 5.2 入力電圧 VIN (V) (4) DC/DC スイッチング波形 CH1 のテスト条件： EN1 = EN2 = VIN = 3.7 V; VO1 = 1.8 V; IO1 = 250 mA; C1 = 10 μF; C2 = 4.7 μF VO2 = 3.3 V; IO2 = 150 mA; C4 = C5 = 4.7 μF VLx 5 V/div ILx 100 mA/div VO1 20 mV/div VO2 20 mV/div 500 ns/div DS04-27271-2 17 MB39C022 (5) LDO 負荷安定度 MB39C022G の CH2 のテスト条件： EN2 = VIN; EN1 = 0 V VO2 = 3.3 V; C4 = C5 = 4.7 μF 出力電圧 VO2 (V) 3.4 3.38 VIN = 3.7 V 3.36 VIN = 4.3 V VIN = 5.5 V 3.34 3.32 3.3 3.28 3.26 3.24 3.22 3.2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 負荷電流 IO2 (A) (6) LDO 入力安定度 MB39C022G の CH2 のテスト条件： EN2 = VIN; EN1 = 0 V VO2 = 3.3 V; C4 = C5 = 4.7 μF 3.4 出力電圧 VO2 (V) 3.38 IO2 = 0 mA 3.36 IO2 = 120 mA 3.34 IO2 = 300 mA 3.32 3.3 3.28 3.26 3.24 3.22 3.2 3.6 4.1 4.6 5.1 入力電圧 VIN (V) 18 DS04-27271-2 MB39C022 (7) LDO 電源電圧変動除去比 (PSRR) MB39C022G の CH2 のテスト条件： EN2 ＝ VIN ＝ 3.7 V; EN1 ＝ 0 V VO2 ＝ 3.3 V; IO2 ＝ 100 mA; C1 ＝ C4 ＝ 0 μF 0 -10 VIN = 3.7 V PSRR (dB) -20 VIN = 4.3 V -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 10 100 1000 10000 100000 1000000 周波数 (Hz) (8) DC/DC 負荷急変波形 テスト条件： VIN = EN1 = EN2 = 3.7 V; VO1 = 1.2 V; C1 = 10 μF; C2 = 4.7 μF; VO2 = 3.3 V; C4 = C5 = 4.7 μF T IO1 = 10 mA ~ 400 mA IO1 500 mA/div VO1 100 mV/div VO2 IO2 = 150 mA 20 mV/div 100 μs/div CH1 の負荷急変波形 DS04-27271-2 19 MB39C022 (9) DC/DC Power MOS FET ON 抵抗 P-ch MOS FET ON 抵抗 - 動作周囲温度 MOS FET ON 抵抗 RON (Ω) 0.6 0.5 P-ch 0.4 0.3 0.2 N-ch 0.1 0.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 N-ch MOS FET ON 抵抗 RON (Ω) 入力電圧 VIN (V) P-ch MOS FET ON 抵抗 RON (Ω) MOS FET ON 抵抗 - 入力電圧 0.6 0.5 0.4 VIN = 3.7 V 0.3 0.2 0.1 0.0 -50 VIN = 5.5 V 0 50 100 動作周囲温度 Ta ( °C) N-ch MOS FET ON 抵抗 - 動作周囲温度 0.6 0.5 VIN = 3.7 V 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -50 VIN = 5.5 V 0 50 100 動作周囲温度 Ta ( °C) 20 DS04-27271-2 MB39C022 許容電力損失 - 動作周囲温度 3000 2630 許容損失 PD (mW) 2500 2000 1500 1000 500 0 -40 -20 0 20 40 60 80 100 動作周囲温度 Ta ( °C) DS04-27271-2 21 MB39C022 ■ 応用回路例 例 1 (VIN1 ＝ VIN2) VIN1 と VIN2 をまとめて接続し , POR を VIN にプルアップします。 (MB39C022) EN2 EN2 GND1 C2 VIN2 C4 VO2 IO2 ≤ 300 mA L1 VOUT2 VIN1 C5 POR VO1 IO1 ≤ 600 mA LX VIN C1 POR EN1 EN1 R3 R6 GND2 C3 FB R5 例 2 (VIN2 ＝ VO1) ・ VIN2 を VO1 に接続し , POR を VIN にプルアップします。 ・ DC/DC 出力を LDO 電源に接続することにより , LDO の効率を最大限にすることができます。 ・ 最大 DC/DC 出力電流 ( ＝ IO1) は VIN2 入力電流 ( ≒ IO2) によって制限されます。 (MB39C022) EN2 EN2 GND1 C2 VIN2 VO2 IO2 ≤ 300 mA L1 VOUT2 VIN1 C5 POR VO1 IO1 ≤ 600 mA - IO2 LX C4 VIN C1 POR EN1 EN1 R3 R6 GND2 C3 FB R5 22 DS04-27271-2 MB39C022 例 3 (POR および RC 遅延によるチャネル制御 ) ・ EN1 は RC 遅延によって制御され , EN2 は POR 出力によって制御されます。 ・ 各チャネルは MCU からの信号がなくても制御できます。 R3 (MB39C022) EN2 GND1 C2 VIN2 L1 C4 VO2 IO2 ≤ 300 mA VO1 IO1 ≤ 600 mA LX VOUT2 VIN1 C5 VIN C1 100 kΩ POR POR EN1 1 μF R5 GND2 C3 FB R6 タイミングチャート VIN VUVLO Vth(POR) VO1 (1.2 V) VO2 (1.8 V) tc ta tb td 起動時の制御 ta：RC 遅延時間 (VIN ＝ 3.7 V, R ＝ 100 kΩ, C ＝ 1 μF 時 28 ms) tb：POR ホールド時間 (66 ms 固定 ) 停止時の制御 tc, td：内部放電経路と出力負荷によって異なります。 DS04-27271-2 23 MB39C022 ■ 使用上の注意 1. 最大定格を超える条件に設定しないでください。 絶対最大定格を超えるストレス ( 電圧 , 電流 , 温度など ) の印加は , 半導体デバイスを破壊する可能性があります。した がって , 定格を一項目でも超えることのないようご注意ください。 2. 推奨条件内でご使用ください。 デバイスは推奨条件内で動作させることを推奨します。 推奨動作条件を超える使用は , デバイスの信頼性に悪影響を及ぼすことがあります。 電気的特性の各項目に指定がない限り , 公称電気的特性は推奨動作条件の範囲内において保証されます。 3. プリント基板のアースラインは , 共通インピーダンスを考慮して設計してください。 4. 静電気対策を行ってください。 LX 端子に内蔵されている ESD 保護は , その他の端子ほど強力ではありません。 LX 端子：150 V (MM), 1500 V (HBM), その他の端子：200 V (MM), 2000 V (HBM) 半導体を入れる容器は , 静電気対策を施した容器か , 導電性の容器をご使用ください。 実装後のプリント基板を保管・運搬する場合は , 導電性の袋か容器に収納してください。 作業台 , 工具 , 測定機器には適切なアースを取ってください。 作業者は , 人体とアースの間に 250 kΩ ∼ 1 MΩ の抵抗を直列に入れたアースをしてください。 5. 負電圧を印加しないでください。 − 0.3 V 未満の負電圧を印加した場合 , デバイスの寄生トランジスタが動作して誤動作を起こすことがあります。 24 DS04-27271-2 MB39C022 ■ オーダ型格 型格 パッケージ 備考 MB39C022GPN MB39C022JPN MB39C022LPN プラスチック・SON, 10 ピン (LCC-10P-M04) MB39C022NPN DS04-27271-2 25 MB39C022 ■ RoHS 指令に対応した品質管理 ( 鉛フリーの場合 ) “E1” の付いた富士通マイクロエレクトロニクスの LSI 製品は , RoHS 指令に対応し , 鉛・カドミウム・水銀・六価クロムと , 特定臭素系難燃剤 PBB と PBDE の基準を遵守しています。 この基準に適合している製品は , 型格に “E1” を付加して表します。 26 DS04-27271-2 MB39C022 ■ パッケージ・外形寸法図 プラスチック・SON, 10 ピン リードピッチ 0.50 mm パッケージ幅× パッケージ長さ 3.00 mm × 3.00 mm 封止方法 プラスチックモールド 取付け高さ 0.75 mm MAX 質量 0.018 g (LCC-10P-M04) プラスチック・SON, 10 ピン （LCC-10P-M04） 3.00±0.10 (.118±.004) 2.40±0.10 (.094±.004) 10 6 INDEX AREA 3.00±0.10 (.118±.004) 1.70±0.10 (.067±.004) 0.40±0.10 (.016±.004) 1 5 1PIN CORNER (C0.30(C.012)) 0.50(.020) TYP 0.25±0.03 (.010±.001) 0.05(.002) 0.00 (.000 C +0.05 –0.00 +.002 –.000 0.75(.030) MAX 0.15(.006) ) 2008 FUJITSU MICROELECTRONICS LIMITED C10004S-c-1-2 単位：mm （inches） 注意：括弧内の値は参考値です。 最新の外形寸法図については , 下記 URL にてご確認ください。 http://edevice.fujitsu.com/package/jp-search/ DS04-27271-2 27 MB39C022 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 〒 163-0722 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル http://jp.fujitsu.com/fml/ お問い合わせ先 富士通エレクトロニクス株式会社 〒 163-0731 東京都新宿区西新宿 2-7-1 新宿第一生命ビル http://jp.fujitsu.com/fei/ 電子デバイス製品に関するお問い合わせは , こちらまで , 0120-198-610 受付時間 : 平日 9 時∼ 17 時 ( 土・日・祝日 , 年末年始を除きます ) 携帯電話・PHS からもお問い合わせができます。 ※電話番号はお間違えのないよう , お確かめのうえおかけください。 本資料の記載内容は , 予告なしに変更することがありますので , ご用命の際は営業部門にご確認ください。 本資料に記載された動作概要や応用回路例は , 半導体デバイスの標準的な動作や使い方を示したもので , 実際に使用する機器での動作を保証するも のではありません。従いまして , これらを使用するにあたってはお客様の責任において機器の設計を行ってください。これらの使用に起因する損害な どについては , 当社はその責任を負いません。 本資料に記載された動作概要・回路図を含む技術情報は , 当社もしくは第三者の特許権 , 著作権等の知的財産権やその他の権利の使用権または実施 権の許諾を意味するものではありません。また , これらの使用について , 第三者の知的財産権やその他の権利の実施ができることの保証を行うもので はありません。したがって , これらの使用に起因する第三者の知的財産権やその他の権利の侵害について , 当社はその責任を負いません。 本資料に記載された製品は , 通常の産業用 , 一般事務用 , パーソナル用 , 家庭用などの一般的用途に使用されることを意図して設計・製造されてい ます。極めて高度な安全性が要求され , 仮に当該安全性が確保されない場合 , 社会的に重大な影響を与えかつ直接生命・身体に対する重大な危険性を 伴う用途（原子力施設における核反応制御 , 航空機自動飛行制御 , 航空交通管制 , 大量輸送システムにおける運行制御 , 生命維持のための医療機器 , 兵 器システムにおけるミサイル発射制御をいう）, ならびに極めて高い信頼性が要求される用途（海底中継器 , 宇宙衛星をいう）に使用されるよう設計・ 製造されたものではありません。したがって , これらの用途にご使用をお考えのお客様は , 必ず事前に営業部門までご相談ください。ご相談なく使用 されたことにより発生した損害などについては , 責任を負いかねますのでご了承ください。 半導体デバイスはある確率で故障が発生します。当社半導体デバイスが故障しても , 結果的に人身事故 , 火災事故 , 社会的な損害を生じさせないよ う , お客様は , 装置の冗長設計 , 延焼対策設計 , 過電流防止対策設計 , 誤動作防止設計などの安全設計をお願いします。 本資料に記載された製品を輸出または提供する場合は , 外国為替及び外国貿易法および米国輸出管理関連法規等の規制をご確認の上 , 必要な手続き をおとりください。 本書に記載されている社名および製品名などの固有名詞は , 各社の商標または登録商標です。 編集 プロモーション推進部