100 mA、低静止電流の
CMOSリニア・レギュレータ
ADP120
代表的なアプリケーション回路
特長
入力電圧範囲: 2.3 V～5.5 V
VIN = 2.3V
出力電圧範囲: 1.2 V～3.3 V
1
VIN
2
GND
3
EN
VOUT 5
+
1µF
出力電流: 100 mA
VOUT = 1.8V
+
1µF
IGND = 11 µA、無負荷
IGND = 22 µA、100 mA 負荷
NC 4
NC = NO CONNECT
07589-001
低静止電流
低シャットダウン電流: 1 µA 以下
低ドロップアウト電圧
図 1.固定出力電圧 1.8 V の ADP120 TSOT
60 mV、100 mA 負荷
高い PSRR
1 kHz、VOUT = 1.2 V で 73 dB
10 kHz、VOUT = 1.2 V で 70 dB
低ノイズ: VOUT = 1.2 V で 40 µV rms
ノイズ・バイパス・コンデンサが不要
初期精度: ±1%
小さい 1 µF のセラミック出力コンデンサで安定
16 種類の固定出力電圧オプション
図 2.固定出力電圧 1.8 V の ADP120 WLCSP
電流制限保護とサーマル過負荷保護
ロジック制御によるイネーブル
5 ピン TSOT パッケージを採用
4 ボールの 0.4 mm ピッチ WLCSP を採用
アプリケーション
携帯電話
デジタル・カメラとオーディオ機器
ポータブル機器とバッテリ駆動装置
ポスト・レギュレーション
概要
ADP120 は、2.3 V～5.5 V で動作し、最大 100 mA の出力電流
を持つ、低静止電流、低ドロップアウトのリニア・レギュレ
ータです。100 mA 負荷で 60 mV の低ドロップアウト電圧に
より、効率の向上と広い入力電圧範囲での動作が可能です。
ADP120 はフル負荷で 25 μA の低静止電流を持つため、バッ
テリ駆動のポータブル装置に最適です。
Rev. A
ADP120 には、1.2 V～3.3 V の 16 種類の固定出力電圧オプシ
ョンがあります。このデバイスは、小型の 1 µF セラミック出
力コンデンサによる安定動作に対して最適化されています。
ADP120 は、最小のボード面積で優れた過渡性能を提供します。
短絡保護とサーマル過負荷保護の回路により、損傷を防止しま
す。ADP120 は小型の 5 ピン TSOT パッケージまたは 4 ボール
0.4 mm ピッチ WLCSP パッケージを採用し、多様なポータブ
ル・アプリケーションに最小のフットプリント・ソリューシ
ョンを提供します。
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の
利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま
せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので
もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有
に属します。
※日本語データシートは REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照くださ
い。
©2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
本
社／〒105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル
電話 03（5402）8200
大阪営業所／〒532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪 MT ビル 2 号
電話 06（6350）6868
ADP120
目次
特長 ................................................................................................. 1
代表的な性能特性 .......................................................................... 7
アプリケーション .......................................................................... 1
動作原理........................................................................................ 11
代表的なアプリケーション回路 .................................................. 1
アプリケーション情報 ................................................................ 12
概要 ................................................................................................. 1
コンデンサの選択 .................................................................... 12
改訂履歴.......................................................................................... 2
低電圧ロックアウト機能 ........................................................ 12
仕様 ................................................................................................. 3
イネーブル機能........................................................................ 13
推奨仕様:入力コンデンサと出力コンデンサ ........................ 4
電流制限保護とサーマル過負荷保護 .................................... 14
絶対最大定格 .................................................................................. 5
熱に対する考慮事項 ................................................................ 14
サーマル・データ ...................................................................... 5
プリント基板レイアウト時の考慮事項 ................................ 17
熱抵抗 ......................................................................................... 5
外形寸法........................................................................................ 18
ESD の注意 ................................................................................. 5
オーダー・ガイド .................................................................... 19
ピン配置およびピン機能説明 ...................................................... 6
改訂履歴
7/08—Rev. 0 to Rev. A
Deleted ADP120-1 .................................................................. Universal
Changes to General Description ........................................................... 1
Changes to Dropout Voltage Parameter, Table 1 .................................. 3
Changes to Thermal Data Section ........................................................ 5
Changes to Figure 12 and Figure 14 ..................................................... 8
Changes to Figure 22............................................................................ 9
Changes to Table 6 and Table 7 .......................................................... 14
Changes to Figure 46 and Figure 47 Captions .................................... 17
Changes to Ordering Guide ................................................................ 18
6/08—Revision 0: Initial Version
Rev. A
－ 2/19 －
ADP120
仕様
特に指定のない限り、VIN = (VOUT + 0.4 V)または 2.3 V のいずれか大きい方、EN = VIN、IOUT = 10 mA、CIN = COUT = 1 µF、TA = 25°C。
表 1.
Parameter
Symbol
Conditions
Min
INPUT VOLTAGE RANGE
VIN
TJ = −40°C to +125°C
2.3
OPERATING SUPPLY CURRENT
IGND
IOUT = 0 µA
IOUT = 0 µA, T J = −40°C to +125°C
IOUT = 10 mA
IOUT = 10 mA, T J = −40°C to +125°C
IOUT = 100 mA
IOUT = 100 mA, T J = −40°C to +125°C
11
EN = GND
EN = GND, T J = −40°C to +125°C
0.1
SHUTDOWN CURRENT
FIXED OUTPUT VOLTAGE ACCUR
ACY
REGULATION
Line Regulation
IGND-SD
VOUT
∆VOUT/∆VI
N
Load Regulation1
∆VOUT/∆IOU
Typ
Max
Unit
5.5
V
35
µA
µA
µA
µA
µA
µA
1.5
µA
µA
21
15
29
22
IOUT = 10 mA
−1
+1
%
100 µA < IOUT < 100 mA, VIN = (VOUT + 0.4 V) to 5.5 V
100 µA < IOUT < 100 mA, VIN = (VOUT + 0.4 V) to 5.5 V,
TJ = −40°C to +125°C
−2
−2.5
+2
+2.5
%
%
VIN = (VOUT + 0.4 V) to 5.5 V, IOUT = 1 mA, T J = −40°C
to +125°C
IOUT = 1 mA to 100 mA
−0.03
+0.03
%/ V
0.001
%/mA
T
IOUT = 1 mA to 100 mA, T J = −40°C to +125°C
DROPOUT VOLTAGE 2
TSOT
VDROPOUT
WLCSP
0.005
VOUT = 3.3 V
IOUT = 10 mA
IOUT = 10 mA, T J = −40°C to +125°C
IOUT = 100 mA
IOUT = 100 mA, T J = −40°C to +125°C
IOUT = 10 mA
IOUT = 10 mA, T J = −40°C to +125°C
IOUT = 100 mA
IOUT = 100 mA, T J = −40°C to +125°C
8
12
80
120
6
9
60
90
%/mA
mV
mV
mV
mV
mV
mV
mV
mV
START-UP TIME 3
tSTART-UP
CURRENT LIMIT THRESHOLD 4
ILIMIT
THERMAL SHUTDOWN
Thermal Shutdown Threshold
Thermal Shutdown Hysteresis
TSSD
TSSD-HYS
TJ rising
EN INPUT
EN Input Logic High
EN Input Logic Low
EN Input Leakage Current
VIH
VIL
VI-LEAKAGE
2.3 V ≤ VIN ≤ 5.5 V
2.3 V ≤ VIN ≤ 5.5 V
EN = VIN or GND
EN = VIN or GND, TJ = −40°C to +125°C
UNDERVOLTAGE LOCKOUT
Input Voltage Rising
Input Voltage Falling
Hysteresis
UVLO
UVLORISE
UVLOFALL
UVLOHYS
120
V
V
mV
OUTPUT NOISE
OUT NOISE
10 Hz to 100 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 3.3 V
10 Hz to 100 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 2.5 V
10 Hz to 100 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 1.2 V
65
52
40
µV rms
µV rms
µV rms
POWER SUPPLY REJECTION
RATIO
PSRR
10 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 3.3 V
60
dB
10 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 2.5 V
10 kHz, VIN = 5 V, VOUT = 1.2 V
66
70
dB
dB
Rev. A
VOUT = 3.3 V
120
110
180
µs
350
150
15
TJ = −40°C to +125°C
TJ = −40°C to +125°C
－ 3/19 －
°C
°C
1.2
0.4
0.05
1
2.25
1.5
mA
V
V
µA
µA
ADP120
1
1 mA と 100 mA の負荷を使用した端点計算を使用。1 mA 以下の負荷に対する代表的な負荷レギュレーション性能については、図 6 を参照してくださ
い。
2
ドロップアウト電圧は、入力電圧が公称出力電圧に設定されたときの入力―出力間の電位差として定義されます。 これは、2.3 V を超える出力電圧
に対してのみ適用されます。
3
4
スタートアップ・タイムは、EN の立ち上がりエッジから VOUT が公称値の 90%になるまでの時間として定義されます。
電流制限スレッショールドは、出力電圧が typ 規定値の 90%に低下する電流値として定義されます。例えば、3.0 V の出力電圧に対する電流制限値は、
出力電圧が 3.0 V の 90% すなわち 2.7 V に低下する電流値として定義されます。
推奨仕様:入力コンデンサと出力コンデンサ
表 2.
Parameter
Symbol
Conditions
Min
MINIMUM INPUT AND OUTPUT CAPACITANCE1
CMIN
TJ = −40°C to +125°C
0.70
CAPACITOR ESR
RESR
TJ = −40°C to +125°C
0.001
1
Typ
Max
Unit
µF
1
Ω
最小入力容量および最小出力容量は、全動作範囲で 0.70 μF 以上である必要があります。アプリケーションでの全動作範囲は、最小容量規定値を満た
すように、デバイス選択時に考慮する必要があります。X7R と X5R タイプのコンデンサの使用が推奨されます。 Y5V と Z5U のコンデンサは、LDO
と組み合わせて使用することを推奨できません。
Rev. A
－ 4/19 －
ADP120
絶対最大定格
表 3.
Parameter
Rating
VIN to GND Pins
VOUT to GND Pins
EN to GND Pins
Storage Temperature Range
Operating Junction Temperature Range
Soldering Conditions
−0.3 V to +6 V
−0.3 V to VIN
−0.3 V to +6 V
−65°C to +150°C
−40°C to +125°C
JEDEC J-STD-020
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに
恒久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス
定格の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作の
節に記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは
ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデ
バイスの信頼性に影響を与えます。
サーマル・データ
絶対最大定格は、組合わせではなく個別に適用されます。ジ
ャンクション温度を超えると ADP120 は損傷を受けることが
あります。周囲温度をモニターしても、TJ が規定温度範囲内
にあることを保証できません。大きな消費電力と大きな熱抵
抗を持つアプリケーションでは、最大周囲温度を低くする必
要がある場合があります。
中程度の消費電力と低い PCB 熱抵抗を持つアプリケーション
では、ジャンクション温度が規定値内にあるかぎり、最大周
囲温度は最大値を超えることができます。デバイスのジャン
クション温度(TJ)は、周囲温度(TA)、デバイス消費電力(PD)、
パッケージのジャンクション―周囲間熱抵抗(θJA)に依存しま
す。
最大ジャンクション温度(TJ)は、次式を使って周囲温度(TA)と
消費電力(PD)から計算されます。
TJ = TA + (PD × θJA)
パッケージのジャンクション―周囲間熱抵抗 θJA は、4 層ボー
ドを使ったモデルと計算に基づいています。ジャンクション
―周囲間熱抵抗は、アプリケーションとボード・レイアウト
に強く依存します。最大消費電力の生ずるアプリケーションで
は、ボードの熱設計に注意する必要があります。θJA の値は、
PCB 材料、レイアウト、環境条件に依存して変わります。θJA
の規定値は、4 インチ× 3 インチの 4 層回路ボードに基づいて
います。ボード構成の詳細については、JESD 51-7 と JESD
51-9 を参照してください。その他の情報については、AN-617
ア プ リ ケ ー シ ョ ン ・ ノ ー ト 「 MicroCSPTM Wafer Level Chip
Scale Package」を参照してください。
パッケージの ΨJB はジャンクション―ボード間のサーマル・
キャラクタライゼーション・パラメータであり単位は°C/W で
す。ΨJB は 4 層ボードを使ったモデルと計算に基づいています。
JESD51-12「Guidelines for Reporting and Using Package Thermal
Information」には、サーマル・キャラクタライゼーション・
パラメータは熱抵抗と同じでないと記載されています。ΨJB で
は、熱抵抗 θJB での 1 つのパスとは異なり、複数のサーマル・
パスを通過する電力成分を測定しています。したがって、ΨJB
のサーマル・パスにはパッケージ上面からの対流冷却やパッ
ケージからの放射が含まれ、ΨJB を実際のアプリケーションに
近づけるファクタが含まれます。最大ジャンクション温度
(TJ)は、次式を使ってボード温度(TB)と消費電力(PD)から計算
されます。
TJ = TB + (PD × ΨJB)
ΨJB の詳細については、JESD51-8、JESD51-9、JESD51-12 を
参照してください。
熱抵抗
θ JA と ΨJB は、ワーストケース条件で規定。すなわち表面実
装パッケージの場合、デバイスを回路ボードにハンダ付けし
た状態で規定。
表 4.熱抵抗
Package Type
θJA
ΨJB
Unit
5-Lead TSOT
4-Ball, 0.4 mm Pitch WLCSP
170
260
43
58
°C/W
°C/W
ESD の注意
ESD（静電放電）の影響を受けや すいデバイスで
す。 電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知
されないまま放電することがあります。本製品は
当社独自の特許技術である ESD 保護回路を内蔵
してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電
放電を被った場合、損傷を生じる可能性がありま
す。したがって、性能劣化や機能低下を防止する
ため、ESD に対する適切な予防措置を講じるこ
とをお勧めします。
Rev. A
－ 5/19 －
ADP120
ピン配置およびピン機能説明
VIN 1
VOUT
4
NC
TOP VIEW
(Not to Scale)
EN 3
NC = NO CONNECT
07589-033
GND 2
5
図 3.5 ピン TSOT ピン配置
図 4.4 ボール WLCSP ピン配置
表 5.ピン機能の説明
ピン番号
記号
説明
1
A1
VIN
レギュレータ入力電源。VIN と GND との間に 1 µF 以上のコンデンサを接続してバイパスしてください。
2
B2
GND
グラウンド。
3
B1
EN
イネーブル入力。EN をハイ・レベルにするとレギュレータはターンオンし、EN をロー・レベルにすると
レギュレータはターンオフします。自動スタートアップの場合は、EN と VIN を接続します。
4
―
NC
未接続。内部で未接続。 WLCSP には適用しません。
5
A2
VOUT
安定化した出力電圧。VOUT と GND との間に 1 µF 以上のコンデンサを接続してバイパスしてください。
TSOT
Rev. A
WLCSP
－ 6/19 －
ADP120
代表的な性能特性
特に指定のない限り、VIN = 2.3 V、VOUT = 1.8 V、IOUT = 10 mA、CIN = COUT = 1 µF、TA = 25°C。
35
LOAD = 10µA
LOAD = 100µA
LOAD = 1mA
LOAD = 10mA
LOAD = 100mA
30
1.798
1.796
1.794
25
20
15
10
1.792
5
1.790
–5°C
25°C
85°C
0
07589-005
–40°C
125°C
TJ (°C)
–40°C
125°C
25
GROUND CURRENT (µA)
1.801
1.799
1.797
20
15
10
5
1
10
100
ILOAD (mA)
0
0.01
07589-006
0.1
0.1
1
10
100
ILOAD (mA)
07589-009
VOUT (V)
85°C
30
1.803
図 9.グラウンド電流対負荷電流
図 6.出力電圧対負荷電流
30
1.805
LOAD = 10µA
LOAD = 100µA
LOAD = 1mA
LOAD = 10mA
LOAD = 100mA
25
GROUND CURRENT (µA)
1.803
VOUT (V)
25°C
図 8.グラウンド電流対ジャンクション温度
1.805
1.801
1.799
1.797
20
15
10
LOAD = 10µA
LOAD = 100µA
LOAD = 1mA
LOAD = 10mA
LOAD = 100mA
5
VIN (V)
0
2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5
07589-007
1.795
2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5
VIN (V)
図 7.出力電圧対入力電圧
Rev. A
–5°C
TJ (°C)
図 5.出力電圧対ジャンクション温度
1.795
0.01
LOAD = 10µA
LOAD = 100µA
LOAD = 1mA
LOAD = 10mA
LOAD = 100mA
図 10.グラウンド電流対入力電圧
－ 7/19 －
07589-010
VOUT (V)
1.800
07589-008
1.802
GROUND CURRENT (µA)
1.804
ADP120
0.35
90
2.30V
2.50V
3.00V
3.50V
4.20V
5.50V
0.25
DROPOUT VOLTAGE (mV)
SHUTDOWN CURRENT (µA)
0.30
TA = 25°C
80
0.20
0.15
0.10
0.05
70
60
50
40
VOUT = 2.5V
30
20
10
VOUT = 3.3V
0
25
50
75
100
125
TEMPERATURE (°C)
1
10
図 11.さまざまな入力電圧でのシャットダウン電流の温度特性
120
100
ILOAD (mA)
07589-014
–25
0
07589-011
0
–50
図 14.ドロップアウト電圧対負荷電流
WLCSP、VOUT = 2.5 V および 3.3 V
TA = 25°C
3.35
100
DROPOUT VOLTAGE (mV)
3.30
80
3.25
VOUT (V)
60
40
VOUT = 2.5V
3.20
3.15
3.10
VOUT = 3.3V
1
10
100
ILOAD (mA)
07589-012
0
3.05
3.20
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
3.50
3.55
3.60
VIN (V)
図 12.ドロップアウト電圧対負荷電流
TSOT、VOUT = 2.5 V および 3.3 V
07589-015
VOUT @ 1mA
VOUT @ 10mA
VOUT @ 20mA
VOUT @ 50mA
VOUT @ 100mA
20
図 15.出力電圧対入力電圧(ドロップアウト時)
WLCSP、VOUT = 3.3 V
3.35
60
ILOAD @ 1mA
ILOAD @ 10mA
ILOAD @ 20mA
ILOAD @ 50mA
ILOAD @ 100mA
3.30
50
GROUND CURRENT (µA)
3.20
3.15
VOUT @ 1mA
VOUT @ 10mA
VOUT @ 20mA
VOUT @ 50mA
VOUT @ 100mA
3.05
3.20
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
3.50
3.55
VIN (V)
3.60
30
20
10
07589-013
3.10
40
0
3.20
3.25
3.30
3.35
3.40
3.45
3.50
3.55
3.60
VIN (V)
図 13.出力電圧対入力電圧(ドロップアウト時)
TSOT、VOUT = 3.3 V
Rev. A
図 16.グラウンド電流対入力電圧(ドロップアウト時)
－ 8/19 －
07589-016
VOUT (V)
3.25
ADP120
0
–10
–20
PSRR (dB)
–30
100mA
10mA
1mA
100µA
NO LOAD
VRIPPLE = 50mV
VIN = 5V
VOUT = 1.2V
COUT = 1µF
–40
–50
–60
–70
–80
–100
10
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
07589-017
–90
図 17.電源除去比の周波数特性
–10
–20
PSRR (dB)
–30
10
100mA
10mA
1mA
100µA
NO LOAD
VRIPPLE = 50mV
VIN = 5V
VOUT = 1.8V
COUT = 1µF
3.3V
NOISE (µV/ Hz)
0
図 20.さまざまな出力電圧と負荷電流での電源除去比の周波数特性
–40
–50
–60
1.8V
1
1.2V
0.1
–70
–80
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
0.01
10
07589-018
–100
10
–20
PSRR (dB)
–30
10k
100k
図 21.出力ノイズ・スペクトル
VIN = 5 V、ILOAD = 10 mA、COUT = 1 μF
70
VRIPPLE = 50mV
VIN = 5V
VOUT = 3.3V
COUT = 1µF
3.3V
60
2.5V
50
NOISE (µV rms)
–10
100mA
10mA
1mA
100µA
NO LOAD
1k
FREQUENCY (Hz)
図 18.電源除去比の周波数特性
0
100
07589-021
–90
–40
–50
–60
–70
1.8V
1.5V
40
1.2V
30
20
–80
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
0
0.001
07589-019
–100
10
0.1
1
10
ILOAD (mA)
図 19.電源除去比の周波数特性
Rev. A
0.01
図 22.出力ノイズ対負荷電流と出力電圧
VIN = 5 V、COUT = 1 μF
－ 9/19 －
100
07589-022
10
–90
ADP120
ILOAD
(1V/DIV)
(100mA/DIV)
ILOAD
1mA TO 100mA LOAD STEP,
2.5A/µs
4V TO 5V INPUT VOLTAGE STEP,
2V/µs
(10mV/DIV)
(40µs/DIV)
VOUT = 1.8V,
CIN = COUT = 1µF
07589-023
VIN = 5V
VOUT = 1.8V
VOUT
(4µs/DIV)
図 23.負荷過渡応答、CIN と COUT = 1 μF
07589-125
(50mV/DIV)
VOUT
図 25.ライン過渡応答、負荷電流= 100 mA
(1V/DIV)
(100mA/DIV)
ILOAD
1mA TO 100mA LOAD STEP,
2.5A/µs
ILOAD
4V TO 5V INPUT VOLTAGE STEP,
2V/µs
(10mV/DIV)
(40µs/DIV)
VOUT = 1.8V,
CIN = COUT = 1µF
07589-024
VIN = 5V
VOUT = 1.8V
(10µs/DIV)
図 24.負荷過渡応答、CIN と COUT = 4.7 μF
Rev. A
VOUT
図 26.ライン過渡応答、負荷電流= 1 mA
－ 10/19 －
07589-026
(50mV/DIV)
VOUT
ADP120
動作原理
ADP120 は、2.3 V～5.5 V で動作し、最大 100 mA の出力電流
を持つ、低静止電流、低ドロップアウトのリニア・レギュレ
ータです。フル負荷で 22 μA の低静止電流を持つため、バッ
テリ駆動のポータブル装置に最適です。シャットダウン時の
消費電流は、100 nA ( typ)です。
ADP120 は小型の 1 µF セラミック・コンデンサ使用に対して
最適化されているため、優れた過渡性能を提供します。
VIN
VOUT
ADP120 には、1.2 V～3.3 V の 16 種類の出力電圧オプションが
あります。ADP120 は通常の動作状態では、EN ピンを使って
VOUT ピンをイネーブル/ディスエーブルします。 EN がハ
イ・レベルになると VOUT がターンオンし、EN がロー・レ
ベルになると VOUT がターンオフします。自動スタートアッ
プの場合は、EN と VIN を接続します。
R1
EN
SHORT CIRCUIT,
UVLO, AND
THERMAL
PROTECT
SHUTDOWN
0.8V REFERENCE
R2
07589-127
GND
ADP120 内部は、リファレンス電圧、誤差アンプ、帰還電圧分
圧器、PMOS パス・トランジスタから構成されています。出
力電流は、誤差アンプから制御される PMOS パス・デバイス
を経由して出力されます。誤差アンプは、リファレンス電圧
と出力からの帰還電圧を比較し、差を増幅します。帰還電圧
がリファレンス電圧より低い場合、PMOS デバイスのゲート
がプルダウンされて、電流が増加するため出力電圧が大きく
なります。帰還電圧がリファレンス電圧より高い場合には、
PMOS デバイスのゲートがハイ・レベルになり、電流が減少
するため出力電圧が小さくなります。
図 27.内部ブロック図
Rev. A
－ 11/19 －
ADP120
アプリケーション情報
す。セラミック・コンデンサは多様な誘電体で製造されてい
て、温度と電圧に対して異なる動作をします。コンデンサは、
必要な温度範囲と DC バイアスの条件に対して最小容量を保
証するため、十分な誘電体を持つ必要があります。最適性能
を得るためには、電圧定格 6.3 V または 10 V の X5R 誘電体ま
たは X7R 誘電体の使用が推奨されます。Y5V 誘電体と Z5U
誘電体は、温度と DC バイアスの特性が十分でないため、
LDO との使用は推奨できません。
コンデンサの選択
出力コンデンサ
ADP120 は、省スペースの小型セラミック・コンデンサで動作
するようにデザインされていますが、実効直列抵抗(ESR)値に
注意する限り、一般的なコンデンサででも動作します。出力コ
ンデンサの ESR は、LDO 制御ループの安定性に影響を与えま
す。ADP120 の安定性のためには、ESR = 1 Ω 以下で最小 0.70
µF の容量の使用が推奨されます。負荷電流の変化に対する過
渡応答も出力容量の影響を受けます。大きな出力容量値を使
うと、負荷電流の大きな変化に対する ADP120 の過渡応答が改
善されます。図 28 と図 29 に、それぞれ出力容量 1 µF と 4.7
µF に対する過渡応答を示します。
図 30 に、0402 1 µF、10 V、X5R コンデンサの容量対電圧バ
イアス特性を示します。コンデンサの電圧安定性は、コンデ
ンサのサイズと電圧定格から大きな影響を受けます。一般に、
コンデンサのパッケージが大きいか、または電圧定格が高いほ
ど安定性が良くなります。X5R 誘電体の温度変動は、−40°C
～+85°C の温度範囲で約±15%であるため、パッケージまたは
電圧定格の関数になっていません。
1.2
MURATA PART NUMBER:
GRM155R61A105KE15
1mA TO 100mA LOAD STEP,
2.5A/µs
CAPACITANCE (µF)
1.0
VOUT = 1.8V,
CIN = COUT = 1µF
(400ns/DIV)
07589-128
VOUT
0.6
0.4
0.2
0
0
図 28.出力過渡応答、COUT = 1 µF
(100mA/DIV)
0.8
2
4
6
VOLTAGE (V)
8
ILOAD
図 30.容量対電圧特性
1mA TO 100mA LOAD STEP,
2.5A/µs
コンデンサの温度変動、部品偏差、電圧を考慮したワースト
ケース容量を求めるときは、式 1 を使うことができます。
CEFF = CBIAS × (1 − TEMPCO) × (1 − TOL)
(1)
(50mV/DIV)
ここで、CBIAS は動作電圧での実効容量。TEMPCO は、ワース
トケースのコンデンサ温度係数。TOL は、ワーストケースの
部品偏差。
VOUT
(400ns/DIV)
この例では、−40°C～+85°C でのワースト・ケース温度係数
(TEMPCO)は、X5R 誘電体に対して 15%としています。図 30
のグラフから、キャパシタの偏差(TOL)は 10%、さらに CBIAS
は 1.8 V で 0.94 μF としています。
07589-129
VOUT = 1.8V,
CIN = COUT = 4.7µF
これらの値を式 1 に代入すると、
CEFF = 0.94 μF × (1 − 0.15) × (1 − 0.1) = 0.719 μF
図 29.出力過渡応答、COUT = 4.7 µF
したがって、この例で選択されたコンデンサは、選択した出
力電圧での温度と偏差に対する LDO の最小容量条件を満たし
ます。
入力バイパス・コンデンサ
1 µF のコンデンサを VIN と GND の間に接続すると、プリン
ト回路ボード(PCB)のレイアウトによる回路への影響を軽減
することができます(特に入力パターンが長い場合またはソー
ス・インピーダンスが高い場合)。1 µF より大きい出力容量が
必要な場合は、入力コンデンサもそれに合わせて大きくする
必要があります。
ADP120 の性能を保証するためには、DC バイアス、温度、偏
差のコンデンサ動作に対する影響を各アプリケーションにつ
いて評価することが不可欠です。
低電圧ロックアウト機能
入力コンデンサと出力コンデンサの特性
ADP120 には、最小容量条件と最大 ESR 条件を満たすかぎり、
どんな高品質セラミック・コンデンサでも使うことができま
Rev. A
10
07589-126
(50mV/DIV)
(100mA/DIV)
ILOAD
ADP120 は、入力電圧が約 2.2 V 以下のときに、すべての入力
と出力をディスエーブルする低電圧ロックアウト回路を内蔵
－ 12/19 －
ADP120
6
しています。この機能は、パワーアップ時に ADP120 の入力
と出力が予測可能な動作を行うことを保証します。
EN
5
イネーブル機能
4
CURRENT (V)
ADP120 は通常の動作状態では、EN ピンを使って VOUT ピン
をイネーブル/ディスエーブルします。図 31 に示すように、
EN の電圧がアクティブ・スレッショールドより上がると、
VOUT がターンオンします。EN の電圧が非アクティブ・スレ
ッショールドより下がると、VOUT がターンオフします。
3.3V
3
2
1.8V
1.2V
1
0
(500mV/DIV)
0
60
80
100
120
140
EN
07589-124
図 33.スタートアップ・タイム
(40ms/DIV)
図 31.EN ピンの動作
図 31 に示すように、EN ピンにはヒステリシスがあります。
これにより、スレッショールド・ポイントを通過する際に
EN ピンにノイズがあると発生するオン/オフ発振が防止され
ます。
EN ピンのアクティブ/非アクティブ・スレッショールドは、
VIN 電圧から発生されます。したがって、入力電圧が変化する
と、スレッショールドも変化します。図 32 に、入力電圧が
2.3 V から 5.5 V へ変化するときの代表的な EN アクティブ/非
アクティブ・スレッショールドを示します。
1.10
1.05
TYPICAL EN THRESHOLDS (V)
40
TIME (µs)
VIN = 5V
VOUT = 1.8V
CIN = COUT = 1µF
ILOAD = 100mA
1.00
0.95
EN ACTIVE
0.90
0.85
EN INACTIVE
0.80
0.70
2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.25 5.50
VIN (V)
07589-025
0.75
図 32.EN ピンのスレッショールド対入力電圧
ADP120 は、内部ソフト・スタート機能を使って、出力がイ
ネーブルされたときの突入電流を制限します。1.8 V オプショ
ンのスタートアップ・タイムは、出力が最終値の 90%に到達
したときに EN アクティブ・スレッショールドを横切った時
から約 120 µs になります。スタートアップ・タイムは、出力
電圧の設定にある程度依存するため、出力電圧が高くなると
少し大きくなります。
Rev. A
20
－ 13/19 －
160
180
200
07589-133
VOUT
ADP120
これらのパラメータとしては、周囲温度、パワー・デバイス
の消費電力、ジャンクションー周囲間の熱抵抗(θJA)などがあ
ります。θJA の値は、パッケージ材料とパッケージの GND ピ
ンが PCB 上でハンダ付けされる場所の銅量に依存します。表
6 には PCB 銅サイズに対する 5 ピン TSOT パッケージと 4 ボ
ールの WLCSP パッケージの θJA 値(typ)を示します。表 7 に、
ΨJB の typ 値を 5 ピンの TSOT パッケージと 4 ボールの
WLCSP パッケージについて示します。
電流制限保護とサーマル過負荷保護
ADP120 は、電流制限保護とサーマル過負荷保護の回路によ
り、大きな消費電力による損傷から保護されています。
ADP120 は、出力負荷が 150 mA (typ)に到達すると、電流制限
するようにデザインされています。出力負荷が 150 mA を超
えると、出力電圧が一定の電流制限値になるように抑えられ
ます。
サーマル過負荷保護機能が内蔵されていますが、この機能は
ジャンクション温度を最大 150°C (typ)に制限します。極限状
態(周囲温度と消費電力が大)で、ジャンクション温度が 150°C
を超えて上昇し始めると、出力がターンオフされて、出力電
流がゼロへ減少します。ジャンクション温度が 135°C を下回
ると、出力が再びターンオンして、出力電流が公称値に戻り
ます。
表 6.θJA の値(Typ)
θJA (°C/W)
VOUT が GND に短絡した場合を考えます。まず、ADP120 の
電流が制限されて、短絡電流が 150 mA になります。ジャン
クションの自己発熱が大きいため温度が 150°C を超えると、
サーマル・シャットダウン機能が起動されて、出力がターン
オフされるため出力電流がゼロに減少します。ジャンクショ
ン温度が 135°C を下回ると、出力がターンオンするので、短
絡電流が 150 mA に戻るため、ジャンクション温度は 150°C
を超えます。135°C と 150°C の間でのこの熱的な発振により、
150 mA と 0 mA の間の電流発振が生じて、出力に短絡がある
間続きます。
Copper Size (mm2)
TSOT
WLCSP
01
50
100
300
500
170
152
146
134
131
260
159
157
153
151
1
デバイスは最小サイズのピン・パターンにハンダ付け。
表 7.Typical ΨJB 値 s
ΨJB (°C/W)
TSOT
WLCSP
42.8
58.4
ADP120 のジャンクション温度は次式で計算できます。
電流と熱的な制限保護機能の目的は、偶発的な過負荷状態か
らデバイスを保護することです。信頼度の高い動作を実現す
るためには、デバイスの消費電力を外部から制限して、ジャ
ンクション温度が 125°C を超えないようにする必要がありま
す。
ここで、TA は周囲温度。PD はチップ内の消費電力で、次式で
与えられます。
熱に対する考慮事項
ここで 、 ILOAD は 負荷電流 。IGND はグラウンド 電流。 VIN と
VOUT はそれぞれ入力電圧と出力電圧。
TJ = TA + (PD × θJA)
PD = [(VIN − VOUT) × ILOAD] + (VIN × IGND)
大部分のアプリケーションでは、ADP120 は効率が高いため
多くの熱を発生しません。ただし、高い周囲温度と出力電位
差に対して高い電源電圧を持つアプリケーションでは、パッ
ケージ内の熱発生が大きくなり、チップのジャンクション温
度が最大ジャンクション温度 125°C を超えることがあります。
ジャンクション温度が 150°C を超えると、コンバータはサー
マル・シャットダウン状態になります。ジャンクション温度
が 135°C を下回ったときにのみ回復して、恒久的な損傷を防止
します。したがって、すべての条件で信頼度の高い性能を保
証するためには、アプリケーションに対する熱解析が非常に
重要です。チップのジャンクション温度は、式 2 に示すよう
に、環境の周囲温度と消費電力によるパッケージの温度上昇
の和になります。
(3)
グラウンド電流による消費電力は小さいので無視できます。
したがって、ジャンクション温度の式は次のように簡素化さ
れます。
TJ = TA + {[(VIN − VOUT) × ILOAD] × θJA}
(4)
式 4 に示すように、周囲温度、入力/出力電位差、連続負荷電
流が与えられると、ジャンクション温度が 125°C を超えない
ようにする、PCB に対する最小銅サイズ条件が存在します。
次の図に、さまざまな周囲温度、負荷電流、VIN―VOUT 間の
電位差、PCB 銅の面積に対するジャンクション温度の計算を
示します。
信頼度の高い動作を保証するためには、ADP120 のジャンク
ション温度が 125°C を超えないようにする必要があります。
ジャンクション温度をこの最大値より低く維持するためには、
ジャンクション温度の変化に影響するパラメータを知ってお
く必要があります。
Rev. A
(2)
－ 14/19 －
ADP120
140
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
100
IL = 100mA
IL = 75mA
60
IL = 50mA
IL = 25mA
40
20
IL = 10mA
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
120
IL = 100mA
100
IL = 75mA
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
IL = 10mA
40
20
IL = 1mA
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
0
0.5
2
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
2
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
MAX JUNCTION TEMPERATURE
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
100
IL = 100mA
IL = 75mA
IL = 50mA
60
IL = 25mA
40
20
IL = 10mA
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
IL = 100mA
IL = 75mA
100
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
40
IL = 10mA
20
IL = 1mA
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
2
2
図 35.TSOT、100 mm の PCB 銅、TA = 25°C
図 38.TSOT、100 mm の PCB 銅、TA = 50°C
140
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
MAX JUNCTION TEMPERATURE
100
IL = 100mA
80
IL = 75mA
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
IL = 50mA
60
IL = 25mA
40
IL = 10mA
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
120
IL = 100mA
IL = 75mA
100
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
IL = 10mA
40
IL = 1mA
20
IL = 1mA
4.0
VIN – VOUT (V)
4.5
0
0.5
07589-028
20
0
0.5
IL = 1mA
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
VIN – VOUT (V)
2
2
図 36.TSOT、0 mm の PCB 銅、TA = 25°C
図 39.TSOT、0 mm の PCB 銅、TA = 50°C
－ 15/19 －
4.5
07589-031
0
0.5
120
07589-030
80
07589-027
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
1.5
図 37.TSOT、500 mm の PCB 銅、TA = 50°C
140
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
1.0
VIN – VOUT (V)
図 34.TSOT、500 mm の PCB 銅、TA = 25°C
Rev. A
IL = 1mA
07589-137
80
07589-134
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAX JUNCTION TEMPERATURE
ADP120
140
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
100
IL = 100mA
80
IL = 75mA
60
IL = 50mA
IL = 25mA
20
IL = 10mA
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
120
IL = 100mA
IL = 75mA
100
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
40
IL = 10mA
20
IL = 1mA
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
0
0.5
2
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
2
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
MAX JUNCTION TEMPERATURE
IL = 100mA
80
IL = 75mA
60
IL = 50mA
IL = 25mA
40
20
IL = 10mA
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
120
IL = 100mA
IL = 75mA
100
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
40
IL = 10mA
IL = 1mA
20
IL = 1mA
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
2
07589-144
100
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
07589-141
2
図 41.WLCSP、100 mm の PCB 銅、TA = 25°C
図 44.WLCSP、100 mm の PCB 銅、TA = 50°C
140
140
MAX JUNCTION TEMPERATURE
120
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAX JUNCTION TEMPERATURE
IL = 75mA
IL = 100mA
100
IL = 50mA
80
60
IL = 25mA
40
20
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
IL = 100mA
IL = 75mA
100
IL = 50mA
80
IL = 25mA
60
IL = 10mA
40
IL = 1mA
20
IL = 1mA
4.0
VIN – VOUT (V)
4.5
0
0.5
07589-142
IL = 10mA
120
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
VIN – VOUT (V)
2
2
図 42.WLCSP、0 mm の PCB 銅、TA = 25°C
図 45.WLCSP、0 mm の PCB 銅、TA = 50°C
－ 16/19 －
4.5
07589-145
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
1.5
図 43.WLCSP、500 mm の PCB 銅、TA = 50°C
140
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
1.0
VIN – VOUT (V)
図 40.WLCSP、500 mm の PCB 銅、TA = 25°C
Rev. A
IL = 1mA
07589-143
40
07589-140
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAX JUNCTION TEMPERATURE
ADP120
ボード温度が既知の場合、サーマル・キャラクタライゼーシ
ョン・パラメータ ΨJB を使って、ジャンクション温度の上昇
を計算することができます。最大ジャンクション温度(TJ)は、
次式を使ってボード温度(TB)と消費電力(PD)から計算されます。
TJ = TB + (PD × ΨJB)
(5)
140
IL = 50mA
100
80
IL = 25mA
IL = 10mA
IL = 1mA
GND
GND
ANALOG DEVICES
ADP120-xx-EVALZ
60
40
C1
20
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
VIN – VOUT (V)
U1
C2
07589-146
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
IL = 75mA
パッケージの放熱は、ADP120 のピンを接続する銅量を増やす
ことにより向上させることができますが、表 6 から分かるよ
うに、限界点があります。この点を超えると、銅サイズを増
やしても大きな放熱効果の改善が見られなくなります。
入力コンデンサを VIN ピンと GND ピンのできるだけ近くに
配置してください。出力コンデンサを VOUT ピンと GND ピ
ンのできるだけ近くに配置してください。面積の制約がある
場合には、0402 または 0603 サイズのコンデンサと抵抗を使
って、ボード上で最小のフットプリント・ソリューションを
実現してください。
MAX JUNCTION TEMPERATURE
IL = 100mA
プリント基板レイアウト時の考慮事項
図 46.TSOT、TB = 85°C
J1
VIN
140
VOUT
120
IL = 50mA
IL = 75mA
IL = 100mA
100
80
GND
IL = 25mA
IL = 10mA
EN
GND
IL = 1mA
図 48.TSOT の PCB レイアウト
60
40
J1
ADP120CB-xx-EVALZ
VOUT
VIN
20
C1
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
VIN – VOUT (V)
3.5
4.0
4.5
U1
C2
WLC
SP
07589-147
0
0.5
07589-032
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAX JUNCTION TEMPERATURE
GND
図 47.WLCSP、TB = 85°C
GND
07589-136
EN
図 49.WLCSP の PCB レイアウト
Rev. A
－ 17/19 －
ADP120
外形寸法
2.90 BSC
5
4
2.80 BSC
1.60 BSC
1
2
3
PIN 1
0.95 BSC
*0.90
0.87
0.84
1.90
BSC
*1.00 MAX
0.10 MAX
0.50
0.30
0.20
0.08
SEATING
PLANE
8°
4°
0°
0.60
0.45
0.30
*COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-193-AB WITH
THE EXCEPTION OF PACKAGE HEIGHT AND THICKNESS.
図 50.5 ピン薄型スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[TSOT]
(UJ-5)
寸法: mm
図 51.4 ボール・ウェハー・レベル・チップ・スケール・パッケージ[WLCSP]
(CB-4-2)
寸法: mm
Rev. A
－ 18/19 －
ADP120
Model
ADP120-AUJZ12R72
ADP120-AUJZ15R72
ADP120-AUJZ18R72
ADP120-AUJZ33R72
ADP120-ACBZ12R72
ADP120-ACBZ15R72
ADP120-ACBZ155R72
ADP120-ACBZ16R72
ADP120-ACBZ165R72
ADP120-ACBZ17R72
ADP120-ACBZ175R72
ADP120-ACBZ18R72
ADP120-ACBZ188R72
ADP120-ACBZ20R72
ADP120-ACBZ25R72
ADP120-ACBZ278R72
ADP120-ACBZ28R72
ADP120-ACBZ29R72
ADP120-ACBZ30R72
ADP120-ACBZ33R72
ADP120-33-EVALZ2
ADP120-18-EVALZ2
ADP120-15-EVALZ2
ADP120-12-EVALZ2
ADP120CB-2.8-EVALZ2
ADP120CB-2.5-EVALZ2
ADP120CB-1.8-EVALZ2
ADP120CB-1.5-EVALZ2
ADP120CB-1.2-EVALZ2
Temperature
Range
Output
Voltage (V)1
Package Description
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
–40°C to +125°C
1.2
1.5
1.8
3.3
1.2
1.5
1.55
1.6
1.65
1.7
1.75
1.8
1.875
2.0
2.5
2.775
2.8
2.9
3.0
3.3
3.3
1.8
1.5
1.2
2.8
2.5
1.8
1.5
1.2
5-Lead TSOT
5-Lead TSOT
5-Lead TSOT
5-Lead TSOT
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
4-Ball WLCSP
ADP120 3.3 V Output Evaluation Board
ADP120 1.8 V Output Evaluation Board
ADP120 1.5 V Output Evaluation Board
ADP120 1.2 V Output Evaluation Board
ADP120 WLCSP 2.8 V Output Evaluation Board
ADP120 WLCSP 2.5 V Output Evaluation Board
ADP120 WLCSP 1.8 V Output Evaluation Board
ADP120 WLCSP 1.5 V Output Evaluation Board
ADP120 WLCSP 1.2 V Output Evaluation Board
1
その他の電圧オプションについては、最寄のアナログ・デバイセズにお尋ねください。
2
Z = RoHS 準拠製品。
Rev. A
－ 19/19 －
Package
Option
Branding
UJ-5
UJ-5
UJ-5
UJ-5
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
CB-4-2
L9R
L9Q
L9P
L9N
LBJ
LBK
LBL
LBM
LBN
LBP
LBQ
LBR
LBS
LBT
LBU
LBV
LBW
LBX
LBY
LBZ
D07589-0-7/08(0)-J
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