40V、低自己消費電流、150mA リニア・レギュレータ ISL80138 特長 ISL80138 は、高電圧、可変出力電圧、低自己消費電流のリ ニア・レギュレータで、 「常時オン（キープ・アライブ）」ア プリケーションに最適です。ISL80138 は、通常動作時 6V ∼ 40V の入力電圧で動作し、無負荷時の自己消費電流はわずか 18µA です。 • 広い入力電圧範囲 : 6V ∼ 40V 低自己消費電流シャットダウン・モードに移行するために使用 される EN ピンを備えており、シャットダウン・モードにおけ る供給電流は 2µA にすぎません。このレギュレータはサーマ ル・シャットダウンと電流制限保護機能を備えています。 ISL80138 は -40°C ∼ +125°C にわたる温度範囲で評価されて おり、エキスポーズド・パッド付き 14 ピン HTSSOP パッ ケージで提供されています。 表 1. 40V LDO 製品ファミリの主な違い • 2.5V ∼ 12V の可変出力電圧 • 出力電流 150mA を保証 • きわめて小さい自己消費電流 : 18μA (typ.) • 低シャットダウン電流 : 2μA (typ.) • リファレンス電圧精度 : ±1% • 150mA で 295mV の低ドロップアウト電圧 • 40V 対応、ロジック・レベル (TTL/CMOS) イネーブル入力 • 10µF の出力コンデンサで安定動作 • ESD HBM 定格 : 5kV • サーマル・シャットダウンと電流制限保護 • 放熱性に優れたエキスポーズド・パッド付き 14 Ld HTSSOP パッケージ アプリケーション • 産業用機器 関連文書 • テレコム • FN7970「ISL80136 40V、低自己消費電流、50mA リニア・ レギュレータ」を参照してください。 VIN = 14V CIN 0.1µF OUT IN EN VOUT = 12V EPAD (GND) R1 ADJ COUT 10µF QUIESCENT CURRENT (µA) 25 20 15 10 5 R2 GND 図 1. アプリケーション回路例 2012 年 1 月 11 日 FN7969.0 1 0 -50 0 50 TEMPERATURE (°C) 100 150 図 2. 自己消費電流 vs 温度 ( ユニティゲイン )、 VIN = 14V 注意：本データシート記載のデバイスは静電気に対して敏感です。適切な取り扱いを行ってください。 Copyright Intersil Americas Inc. 2012. All Rights Reserved Intersil、Intersil ロゴは Intersil Corporation または関連子会社が権利を保有しています。 そのほかの企業名や製品名などの商標はそれぞれの権利所有者に帰属します。 ISL80138 ブロック図 VIN EN CONTROL LOGIC + - FET DRIVER WITH CURRENT LIMIT EA REFERENCE + SOFT-START THERMAL SENSOR VOUT ADJ GND ピン配置 ISL80138 (14 LD HTSSOP) TOP VIEW NC 1 14 OUT IN 2 13 NC NC 3 12 ADJ NC 4 NC 5 THERMAL PAD (GND) 11 NC 10 NC NC 6 9 NC EN 7 8 GND ピンの説明 ピン番号 ピン名称 1, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 13 NC 説明 ピンは内部終端端子です。ピンを未接続のままにしておいて問題ありません。グラウンドへ接続しても かまいません。 2 IN 入力電圧ピン。適切な動作のため 0.1µF 以上のセラミック・コンデンサが必要です。電圧範囲 : 6V ∼ 40V 7 EN Enable ピン。このピンが High レベルのとき、レギュレータはイネーブルです。電圧範囲 : 0V ∼ VIN 8 GND 12 ADJ 外付けの帰還抵抗分圧回路にこのピンを接続して LDO 出力電圧を設定します。電圧範囲 : 0V ∼ 3V 14 OUT 安定化した出力電圧。安定性確保のため 10µF のセラミック・コンデンサが必要です。電圧範囲 : 0V ∼ 12V - EPAD エキスポーズド・パッドをグラウンド層にハンダ付けすることを推奨します。 グラウンド。 注文情報 製品型番 (Note 1、2、3) 製品 マーキング ISL80138IVEAJZ 80138 IAJZ ISL80138EVAL1Z 評価用ボード 温度範囲 (°C) ENABLE ピン 出力電圧 (V) -40 ∼ +125 Yes ADJ パッケージ ( 鉛フリー ) 14 Ld HTSSOP パッケージ DWG.# M14.173B NOTE： 1. テープ＆リールは製品型番の末尾に「-T*」を付加してください。リールの詳細仕様についてはテクニカル・ブリーフ TB347 を参照して ください。 2. これら鉛フリーのプラスチック・パッケージ製品には、専用の鉛フリー素材、モールド素材、ダイ・アタッチ素材を採用するとともに、 端子には亜鉛 100％の梨地メッキとアニーリングを実施しています (RoHS 指令に準拠するとともに SnPb ハンダ付け作業と鉛フリー・ ハンダ付け作業とも互換性のある e3 端子仕上げ )。インターシルの鉛フリー製品は鉛フリー・ピークリフロー温度で MSL 分類に対応 し、この仕様は IPC/JEDEC J STD-020 の鉛フリー要件と同等か上回るものです。 3. 吸湿性レベル (MSL) については ISL80138 のデバイス情報ページを参照してください。MSL の詳細についてはテクニカル・ブリーフ 「Guidelines for Handling and Processing Moisture Sensitive Surface Mount Devices (SMDs) (TB363)」を参照してください。 2 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 絶対最大定格 温度情報 IN ピンの電圧 (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 0.3V ∼ +45V OUT ピンの電圧 (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- 0.3V ∼ 16V ADJ ピンの電圧 (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- 0.3V ∼ 3V EN ピンの電圧 (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 0.3V ∼ VIN 出力短絡期間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 連続 ESD 定格 人体モデル (JESD22-A114E に従ってテスト済み ) . . . . . . . . . . .5kV 機械モデル (JESD-A115-A に従ってテスト済み ) . . . . . . . . . . .200V デバイス帯電モデル (JESD22-C101C に従ってテスト済み ) . 2.2kV ラッチアップ定格 (JESD78B; Class II, Level A に従ってテスト済み ). . . . . . . . . . . 100mA 熱抵抗 ( 代表値 ) θJA (°C/W) θJC (°C/W) 14 Ld HTSSOP パッケージ (Note 4、5) . . 37 5 ジャンクション最高温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +150°C 最大保存温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -65°C ∼ +175°C 鉛フリー・リフロープロファイル . . . . . . . . . . . . 以下の URL を参照 http://www.intersil.com/pbfree/Pb-FreeReflow.asp 推奨動作条件 周囲温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -40°C ∼ +125°C IN ピンの電圧 (GND 基準 ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +6V ∼ +40V OUT ピンの電圧 (GND 基準 ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .+2.5V ∼ +12V EN ピンの電圧 (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0V ∼ +40V 注意：過度に長い時間にわたって最大定格点または最大定格付近で動作させないでください。そのような動作条件を課すと製品の信頼性に 影響が及ぶ恐れがあるとともに、保証の対象とはならない可能性があります。 NOTE： 4. θJA は、部品を放熱効率の高い試験基板に実装した状態で、自由大気中で測定した値です。詳細はテクニカル・ブリーフ TB379 を参照 してください。 5. θJC の測定における「ケース温度」位置は、パッケージ下面のエキスポーズド金属パッドの中心です。 電気的特性 特記のない限り、推奨動作条件に基づいています。特記のない限り、VIN = 14V、IOUT = 1mA、CIN = 0.1μF、COUT = 10μF、 TA = TJ = -40°C ∼ +125°C。代表値は TA = +25°C における値です。太字のリミット値は動作温度範囲である -40°C ∼ +125°C に対して適用 されます。 3 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 電気的特性 特記のない限り、推奨動作条件に基づいています。特記のない限り、VIN = 14V、IOUT = 1mA、CIN = 0.1μF、COUT = 10μF、 TA = TJ = -40°C ∼ +125°C。代表値は TA = +25°C における値です。太字のリミット値は動作温度範囲である -40°C ∼ +125°C に対して適用 されます。( 続き ) NOTE： 6. VIN = VOUT + 3V のとき、ドロップアウト電圧は VOUT が VOUT の値を 2% 下回った際の (VIN - VOUT) として定義されます。 7. Enable to Regulation Time は、VIN = 14V のとき、出力がその最終値の 95% に到達するまでにかかる時間です。また、EN が VIL から VIH になるまでに 5ns かかります。可変出力電圧タイプの出力電圧は 5V に設定されています。 8. 特記のない限り、MIN や MAX のリミット値が記載されたパラメータは、+25°C で 100% テストされています。温度のリミット値は特性 評価によって定められたものであり、製造時テストは行われていません。 4 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 代表的な性能特性 特記のない限り、VIN = 14V、IOUT = 1mA、VOUT = 5V、TJ = +25°C。 30 120 100 +125°C QUIESCENT CURRENT (µA) QUIESCENT CURRENT (µA) +125°C 80 60 -40°C 40 +25°C 20 25 20 +25°C 10 5 0 0 0 50 100 LOAD CURRENT (mA) 150 0 10 20 INPUT VOLTAGE (V) 30 40 図 4. 自己消費電流 vs 入力電圧 ( 無負荷 ) 図 3. 自己消費電流 vs 負荷電流 3.0 0.010 OUTPUT VOLTAGE VARIATION (%) SHUTDOWN CURRENT (µA) -40°C 15 2.5 VIN = 40V 2.0 1.5 VIN = 14V 1.0 0.5 0 -50 0 50 TEMPERATURE (°C) 100 150 0.005 VOUT = 5V 0 -0.005 -0.010 -50 図 5. シャットダウン電流 vs 温度 (EN = 0) VOUT = 3.3V 0 50 TEMPERATURE (°C) 100 150 図 6. 出力電圧 vs 温度 ( 負荷電流 = 50mA) 5.20 OUTPUT VOLTAGE (V) 5.15 500mV/DIV 5.10 EN +125°C 5.05 1V/DIV +25°C 5.00 4.95 VOUT -40°C TIME = 500µs/DIV 4.90 4.85 4.80 0 50 100 LOAD CURRENT (mA) 図 7. 出力電圧 vs 負荷電流 5 150 図 8. スタートアップ波形 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 代表的な性能特性 特記のない限り、VIN = 14V、IOUT = 1mA、VOUT = 5V、TJ = +25°C。( 続き ) 70 60 TIME = 5ms/DIV VOUT = 3.3V PSRR (dB) 50 40 VOUT VOUT = 5V 30 50mA 20 IOUT 0mA 10 0 100 100mV/DIV 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 図 9. 電源電圧変動除去比 ( 負荷電流 = 150mA) 6 1M 図 10. 負荷過渡応答 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 出力電圧は式 1 で求められます。 動作の説明 動作の概要 ISL80138 は、高性能、高電圧の低ドロップアウト・レギュ レータ (LDO) で、出力電流は 150mA です。この製品は、 -40°C ∼ +125°C の温度範囲で定格動作します。自己消費電 流がきわめて小さく、 「常時オン（キープ・アライブ） 」アプ リケーションに最適です。この製品は、入力電圧が 40V ま で上がる「ロードダンプ状態」においても正常に動作しま す。また、電流制限機能とサーマル・シャットダウン保護を 備えています。 イネーブル制御 ISL80138 は Enable ピンを備えており、このピンを High レベ ルにすると、IC はオンになります。このピンを Low レベル にすると、IC はシャットダウン・モードに移行し、供給電 流は 2µA 未満になります。 「常時オン」アプリケーションの 場合、EN ピンを IN に接続することができます。 電流制限保護 ISL80138 は電流制限機能を内蔵しており、フォルト状態発 生時にレギュレータを保護します。電流制限保護期間では、 出力は、出力電圧と無関係に一定の電流を供給します。短絡 や過負荷状態が解消されると、出力は通常の電圧レギュレー ション・モードに戻ります。 サーマルフォルト保護 標準的には、ダイ温度が +165°C を超えると LDO の出力が シャットダウンし、ダイ温度が +145°C に低下するまでその 状態が維持されます。ジャンクション温度がサーマル・ シャットダウン温度を超えるかどうかは、周囲温度と相まっ て、消費電力レベルとパッケージの熱インピーダンスによっ て決まります。詳細は、7 ページの「消費電力」のセクショ ンを参照してください。 アプリケーション情報 R1 V OUT = 1.223V × ------- + 1 R2 （式 1） 消費電力 ジャンクション温度は、3 ページの「推奨動作条件」で指定 された範囲を超えてはなりません。消費電力は式 2 で求めら れます。 P D = ( V IN – V OUT ) × I OUT + V IN × I GND （式 2） 式 3 に示すように、最大許容接合部温度上昇 (ΔTJ) はジャン クション最高許容温度TJ(MAX) と最高予想周囲温度TA(MAX) によって決まります。 ΔT J = T J ( MAX ) – T A ( MAX ) （式 3） 式 4 に示すように、ジャンクション温度と周囲温度間の熱抵 抗 (θJA) を使用して最高周囲動作温度を求めます。 T J ( MAX ) = P D ( MAX ) x θ JA + T A （式 4） プリント基板レイアウトの設計ガイドライン 望ましい性能を引き出すために、プリント基板レイアウトは 重要です。部品配置、トレースの引き回しにあたっては、グ ラウンド・インピーダンスを最小にし、また寄生インダクタ ンスが小さくなるように設計を考慮しなければなりません。 入力コンデンサと出力コンデンサはグラウンドに最短距離 で接続し、また IC のできるだけ近くに配置してください。 可変出力電圧タイプの帰還トレースはノイズの多いトレー スから離して配線してください。14 Ld HTSSOP パッケージ では、プリント基板上の銅エリアをヒートシンクとして使用 します。放熱性能を高めるために、このパッケージのエキス ポーズド・パッドを銅パターン ( グラウンド層 ) にハンダ付 けしてください。図 12 のグラフは、パッケージの θJA と銅 エリア面積の関係を示しています。 入力コンデンサおよび出力コンデンサ 38 36 θJA (°C/W) 適切な動作のため、入力コンデンサとして 0.1µF 以上のセラ ミック・コンデンサを推奨します。ISL80138 の安定性維持 のため、出力に 10µF のセラミック・コンデンサを接続する ことを推奨します。出力コンデンサのグラウンド接続は、IC の GND ピンに直接配線する必要があります。また、出力コ ンデンサは IC に近づけて配置する必要があります。 34 32 30 28 出力電圧の設定 出力電圧は、図 11 に示すように外付けの抵抗分圧回路を使 用して設定します。 CIN 0.1µF R1 EN 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 EPAD-MOUNT COPPER LAND AREA ON PCB, mm2 図 12. θJA vs プリント基板上で EPAD が接する銅エリアの面積 OUT IN 26 COUT 10µF ADJ R2 GND 図 11. 出力電圧の設定 7 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 改訂履歴 この改訂履歴は参考情報として掲載するものであり、正確を期すように努めていますが、内容を保証するものではありませ ん。最新のデータシートについてはインターシルのウェブサイトをご覧ください。 日付 レビジョン 2012 年 1 月 11 日 FN7969.0 変更点 初版 製品 インターシルは、高性能アナログ半導体の設計、製造で世界をリードする企業です。インターシルの製品は、フラットパネ ルディスプレイ、携帯電話、ハンドヘルド製品、ノートブックの分野で特に急速な成長を遂げている市場向けに開発されて います。インターシルの製品ファミリは、パワーマネジメントおよびアナログ信号処理向けに開発されています。製品ファ ミリの詳細は、www.intersil.com/products をご覧ください。 アプリケーション情報、関連ドキュメント、関連部品は、www.intersil.com 内のそれぞれの製品情報ページを参照してください。 本データシートに関するご意見は www.intersil.com/askourstaff へお寄せください。 信頼性に関するデータは http://rel.intersil.com/reports/search.php を参照してください。 そのほかの製品については www.intersil.com/product_tree/ を参照してください。 インターシルは、www.intersil.com/design/quality/ に記載の品質保証のとおり、 ISO9000 品質システムに基づいて、製品の製造、組み立て、試験を行っています。 インターシルは、製品を販売するにあたって、製品情報のみを提供します。インターシルは、いかなる時点においても、予告なしに、回路設計、ソフ トウェア、仕様を変更する権利を有します。製品を購入されるお客様は、必ず、データシートが最新であることをご確認くださいますようお願いいた します。インターシルは正確かつ信頼に足る情報を提供できるよう努めていますが、その使用に関して、インターシルおよび関連子会社は責を負いま せん。また、その使用に関して、第三者が所有する特許または他の知的所有権の非侵害を保証するものではありません。インターシルおよび関連子会 社が所有する特許の使用権を暗黙的または他の方法によって与えるものではありません。 インターシルの会社概要については www.intersil.com をご覧ください。 8 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日 ISL80138 パッケージ寸法図 M14.173B 14 LEAD HEAT-SINK THIN SHRINK SMALL OUTLINE PACKAGE (HTSSOP) Rev 1, 1/10 A 1 3 3.10 ±0.10 5.00 ±0.10 8 14 SEE DETAIL "X" 6.40 PIN #1 I.D.MARK 4.40 ±0.10 2 3.00 ±0.10 3 0.20 C B A 1 7 B 0.65 EXPOSED THERMAL PAD 0.15 +0.05/-0.06 底面図 端面図 上面図 1.00 REF H 0.05 C 1.20 MAX SEATING PLANE 0.25 +0.05/-0.06 0.10 C 0.10 0.90 +0.15/-0.10 GAUGE PLANE 5 CBA 0°-8° 0.05 MIN. 0.15 MAX 側面図 0.25 0.60 ±0.15 "X" の詳細 (3.10) (1.45) NOTE： (5.65) (3.00) 1. 寸法にモールドのバリ、突出部、ゲートのバリは含まれません。モールド のバリ、突出部、ゲートのバリは各側面で 0.15mm を超えないものとし ます。 2. 寸法にリード間のバリや突出部は含まれません。リード間のバリや突出部 は各側面で 0.25mm を超えないものとします。 3. 寸法は基準面 H で計測した値です。 4. 寸法と公差は AMSE Y14.5M-1994 に従っています。 (0.65 TYP) (0.35 TYP) 推奨ランドパターンの例 9 5. 寸法にダムバーの突起は含まれません。 材料の状態によって最大になっても、ダムバーの突起は 0.80mm を超え ないものとします。 ダムバーの突起と隣接するリード間の最小間隔は 0.07mm です。 6. ( ) 内の寸法は参考値です。 7. この寸法図は、JEDEC MO-153、variation ABT-1 に従っています。 FN7969.0 2012 年 1 月 11 日