XC9101 シリーズ
JTR0403-005a
PWM 制御、昇圧 DC/DC コントローラ
■概要
XC9101 シリーズは、電流と電圧の多重帰還を用いた高機能汎用昇圧 DC/DC コントローラ IC です。電流センス、
クロック周波数、アンプ帰還ゲインが外部から調整でき出力電流数アンペアまで安定した電源を得る事ができます。
出力電圧は、内部にて 2.5～16.0V(精度±2.5%)まで、0.1V ステップで設定可能（セミカスタム）です。また、0.9V
の基準電圧源を内蔵し外付け部品で出力電圧を任意に設定するタイプも用意しました。
スイッチング周波数を 100k～600kHz に外部で調整でき、アプリケーションに最適な周波数の選択できます。
電流センス機能によりドライバトランジスタまたはコイルに流れるピーク電流の制限をかける事ができます。
ソフトスタート時間は外付け抵抗・コンデンサによって調整可能です。
スタンバイ時(CE 端子"L")には全回路を停止することにより消費電流を 0.5μA(TYP.)以下に抑えます。
■用途
● 電子ブックリーダー・電子辞書
■特長
電流、電圧の多重帰還による安定動作
豊富な外部調整機能
● 携帯ゲーム機
電流制限回路
● モバイル機器・端末
出力コンデンサにセラミックコンデンサが使用可能
● DSC / Camcorder
入力電圧範囲
: 2.5V ~ 20V
出力電圧範囲
: 2.5V ~ 16V
● スマートフォン・携帯電話
(固定電圧タイプ)
● ノート PC / タブレット PC
: 30V + (任意設定タイプ)
発振周波数
: 100kHz ~ 600kHz
出力電流
: Up to 1.5A
セラミックコンデンサ対応
: MSOP-8A/SOP-8
環境への配慮
: EU RoHS 指令対応、鉛フリー
■代表特性例
左記標準回路図
VOUT=5.0V, fOSC=180kHz
効率：EFFI (%)
■代表標準回路
パッケージ
出力電流
IOUT (mA)
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XC9101 シリーズ
■端子配列
■端子説明
EXT
1
8
VSS
Isen
2
7
VOUT/FB
VIN
3
6
CC/GAIN
CE/SS
4
5
CLK
端子番号
端子名
1
2
EXT
Isen
ドライバ駆動端子
電流センス端子
3
4
VIN
CE／SS
CLK
電源入力端子
CE/ソフトスタート
5
6
7
MSOP-8A
(TOP VIEW)
8
EXT
1
8
VSS
Isen
2
7
VOUT/FB
VIN
3
6
CC/GAIN
CE/SS
4
5
CLK
CC／GAIN
VOUT／FB
VSS
機
能
クロック入力端子
位相補償端子
電圧センス端子
グランド端子
SOP-8
(TOP VIEW)
■製品分類
●品番ルール
XC9101①②③④⑤⑥-⑦(*1)
記号
①
項目
シンボル
C
DC/DC コントローラタイプ
D
25~H0
② ③
出力電圧
説明
VOUT(固定電圧タイプ),ソフトスタート外部設定
FB 電圧(任意設定タイプ),ソフトスタート外部設定
例 2.5V 品→②=2, ③=5
FB 品→②=0, ③=9 固定
10V 以上の電圧
→10=A, 11=B, 12=C, 13=D, 14=E, 15=F, 16=H
(例) 13.5V 品 → ②=D, ③=5
09
FB 品→②=0, ③=9 固定
周波数可変
MSOP-8A (1,000/Reel)
MSOP-8A (1,000/Reel)
SOP-8 (1,000/Reel)
④
発振周波数
A
⑤⑥-⑦
パッケージ
(発注単位)
KR
KR-G
SR
(*1) -G は、ハロゲン＆アンチモンフリーかつ EU RoHS 対応製品になります。
注：XC9101C シリーズの出力電圧は、2.5V、3.3V、5.0V が標準品となります。
その他の出力電圧は、セミカスタム扱いとなります。
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XC9101
シリーズ
■ブロック図
■絶対最大定格
Ta = 25℃
項
目
EXT 端子電圧
Isen 端子電圧
VIN 端子電圧
CE/SS 端子電圧
CLK 端子電圧
CC/GAIN 端子電圧
VOUT/FB 端子電圧
EXT 端子電流
MSOP-8A
許容損失
SOP-8
動作周囲温度
保存温度
記 号
VEXT
VIsen
VIN
VCE
VCLK
VCC
VOUT/FB
IEXT
Pd
Topr
Tstg
定 格
-0.3～VIN＋0.3
-0.3～＋22
-0.3～＋22
-0.3～＋22
-0.3～VIN＋0.3
-0.3～VIN＋0.3
-0.3～＋22
±100
150
300
-40～＋85
-55～＋125
単
位
Ｖ
Ｖ
Ｖ
Ｖ
Ｖ
Ｖ
Ｖ
mA
mW
℃
℃
3/22
XC9101 シリーズ
■電気的特性
XC9101C33AKR
項目
Ta=25℃
記
号
測 定 条 件
IOUT=300mA
TYP.
MAX.
単位
測定回路
3.218
3.300
3.382
V
①
出力電圧
VOUT
最大入力電圧
VINMAX
20
－
－
V
①
最低動作電圧
VINMIN
－
－
2.5
V
①
－
150
255
μA
②
－
90
176
μA
②
0.5
2.0
μA
②
280
330
380
kHz
③
－
±5
－
%
③
－
±5
－
%
③
79
85
89
%
④
消費電流 1
IDD1
消費電流 2
IDD2
VIN=2.5V
VOUT=CE=設定出力電圧×0.95V
VIN=2.5V, CE=VIN
VOUT=設定出力電圧×1.05V
スタンバイ電流
ISTB
VIN=2.5V, CE=VOUT=VSS
CLK 発振周波数
fOSC
RT=10.0kΩ, CT=220pF
周波数入力安定度
周波数温度変動
ΔfOSC
ΔVIN･fOSC
ΔfOSC
ΔTopr･fOSC
VIN=2.5V～20V
VIN=2.5V
Topr=-40～+85℃
最大デューティ比
DMAX
最小デューティ比
DMIN
VOUT=設定電圧×1.05V
－
－
0
%
④
電流制限電圧
ILIM
VIN 端子電圧－ISEN 端子電圧
90
150
220
mV
⑥
ISEN 電流
IISEN
VIN=2.5V, ISEN=2.5V
4.5
7
13
μA
⑥
CE "H"レベル電流
ICEH
CE=VIN=2.5V, VOUT=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
CE "L"レベル電流
ICEL
CE=0V, VIN=2.5V, VOUT=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
0.6
－
－
V
⑤
－
－
0.2
V
⑤
－
31
58
Ω
④
－
27
45
Ω
④
－
88
－
%
①
5
10
20
ms
①
－
400
－
kΩ
⑦
CE "H"レベル電圧
VCEH
CE "L"レベル電圧
VCEL
EXT "H" ON
レベル抵抗
EXT "L" ON
レベル抵抗
効
率 *1
ソフトスタート時間
CC/GAIN 端子
出力インピーダンス
REXTH
REXTL
VOUT=設定電圧×0.95V
CLK 発振開始
VOUT=0V, CE : 電圧印加
CLK 発振停止
VOUT=0V, CE : 電圧印加
EXT=VIN－0.4V, CE=VIN=2.5V
VOUT=設定電圧×0.95V
EXT=0.4V, CE=VIN=2.5V
VOUT=設定電圧×1.05
EFFI
tSS
CSS , RSS を接続、CE : 0V→2.5V
RCCGAIN
特に指定無き場合, VIN = 2.5V
注:
*1 : EFFI = {[(出力電圧) × (出力電流)] ÷ [(入力電圧) × (入力電流)]} × 100
*2 : CLK 外部周波数設定用コンデンサ使用容量範囲：150 ~ 220pF
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MIN.
XC9101
シリーズ
■電気的特性
XC9101C50AKR
項目
Ta=25℃
記
号
測 定 条 件
IOUT=300mA
MIN.
TYP.
MAX.
単位
測定回路
4.875
5.000
5.125
V
①
－
－
V
①
－
2.5
V
①
160
270
μA
②
90
176
μA
②
出力電圧
VOUT
最大入力電圧
VINMAX
20
最低動作電圧
VINMIN
－
消費電流 1
IDD1
－
消費電流 2
IDD2
－
VIN=3.0V
VOUT=CE=設定出力電圧×0.95V
VIN=3.0V, CE=VIN
VOUT=設定出力電圧×1.05V
スタンバイ電流
ISTB
VIN=3.0V, CE=VOUT=VSS
CLK 発振周波数
fOSC
RT=10.0kΩ, CT=220pF
周波数入力安定度
周波数温度変動
ΔfOSC
ΔVIN･fOSC
ΔfOSC
ΔTopr･fOSC
VIN=2.5V～20V
VIN=2.5V
Topr=-40～+85℃
－
0.5
2.0
μA
②
280
330
380
kHz
③
－
±5
－
%
③
－
±5
－
%
③
79
85
89
%
④
④
最大デューティ比
DMAX
最小デューティ比
DMIN
VOUT=設定電圧×1.05V
－
－
0
%
電流制限電圧
ILIM
VIN 端子電圧－ISEN 端子電圧
90
150
220
mV
⑥
ISEN 電流
IISEN
VIN=3.0V, ISEN=3.0V
4.5
7
13
μA
⑥
CE "High"レベル電流
ICEH
CE=VIN=3.0V, VOUT=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
CE "Low"レベル電流
ICEL
CE=0V, VIN=3.0V, VOUT=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
0.6
－
－
V
⑤
－
－
0.2
V
⑤
－
27
51
Ω
④
－
25
37
Ω
④
CE "High"レベル電圧
VCEH
CE "Low"レベル電圧
VCEL
EXT "High" ON
レベル抵抗
EXT "Low" ON
レベル抵抗
効
率 *1
ソフトスタート時間
CC/GAIN 端子
出力インピーダンス
REXTH
REXTL
VOUT=設定電圧×0.95V
CLK 発振開始
VOUT=0V, CE : 電圧印加
CLK 発振停止
VOUT=0V, CE : 電圧印加
EXT=VIN－0.4V, CE=VIN=3.0V
VOUT=設定電圧×0.95V
EXT=0.4V, CE=VIN=3.0V
VOUT=設定電圧×1.05
EFFI
tSS
CSS , RSS を接続、CE : 0V→3.0V
RCCGAIN
－
87
－
%
①
－
5
－
ms
①
－
400
－
kΩ
⑦
特に指定無き場合、VIN = 3.0V
注:
*1 : EFFI = {[(出力電圧) × (出力電流)] ÷ [(入力電圧) × (入力電流)]} × 100
*2 : CLK 外部周波数設定用コンデンサ使用容量範囲：150 ~ 220pF
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XC9101 シリーズ
■電気的特性
XC9101D09AKR
項目
Ta=25℃
記
号
測 定 条 件
IOUT=300mA
TYP.
MAX.
単位
測定回路
0.8775
0.9
0.9225
V
①
FB 電圧
VOUT
最大入力電圧
VINMAX
20
－
－
V
①
最低動作電圧
VINMIN
－
－
2.5
V
①
消費電流 1
IDD1
VIN=2.5V, VIN=CE, FB=0.9×0.95V
－
150
255
μA
②
消費電流 2
IDD2
VIN=2.5V, CE=VIN, VOUT=0.9×1.05V
－
90
176
μA
②
スタンバイ電流
ISTB
VIN=2.5V, CE=FB=VSS
－
0.5
2.0
μA
②
CLK 発振周波数
fOSC
RT=10.0kΩ, CT=220pF
280
330
380
kHz
③
－
±5
－
%
③
－
±5
－
%
③
79
85
89
%
④
0
%
④
周波数入力安定度
周波数温度変動
ΔfOSC
ΔVIN･fOSC
ΔfOSC
ΔTopr･fOSC
VIN=2.5V～20V
VIN=2.5V
Topr=-40～+85℃
最大デューティ比
DMAX
VOUT=0.9×0.95V
最小デューティ比
DMIN
VOUT=0.9×1.05V
電流制限電圧
ILIM
VIN 端子電圧－ISEN 端子電圧
90
150
220
mV
⑥
ISEN 電流
IISEN
VIN=2.5V, ISEN=2.5V
4.5
7
13
μA
⑥
CE "H"レベル電流
ICEH
CE=VIN=2.5V, FB=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
CE "L"レベル電流
ICEL
CE=0V, VIN=2.5V, FB=0V
-0.1
0
0.1
μA
⑤
CE "H"レベル電圧
VCEH
0.6
－
－
V
⑤
CE "L"レベル電圧
VCEL
－
－
0.2
V
⑤
－
31
58
Ω
④
－
27
45
Ω
④
－
88
－
%
①
5
10
20
ms
①
－
400
－
kΩ
⑦
EXT "H" ON
レベル抵抗
EXT "L" ON
レベル抵抗
効
率 *1
ソフトスタート時間
CC/GAIN 端子
出力インピーダンス
REXTH
REXTL
CLK 発振開始
FB=0V, CE : 電圧抑制
CLK 発振停止
FB=0V, CE : 電圧抑制
EXT=VIN－0.4V, CE=VIN
VOUT=設定電圧×0.95V
EXT=0.4V, CE=VIN
VOUT=設定電圧×1.05V
EFFI
tSS
CSS , RSS を接続, CE : 0V→2.5V
RCCGAIN
特に指定無き場合、 VIN = 2.5V
外付け部品 : RFB1=200kΩ, RFB2=100kΩ, CFB=82pF
注:
*1 : EFFI = {[(出力電圧) × (出力電流)] ÷ [(入力電圧) × (入力電流)]} × 100
*2 : CLK 外部周波数設定用コンデンサ使用容量範囲：150 ~ 220pF
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MIN.
XC9101
シリーズ
■標準回路例
XC9101C33AKR
NMOS
Coil
Resistor
Capacitors
SD
: XP161A1355PR
: 22μH(CR105 SUMIDA)
: 20mΩ for Isen (NPR1 KOA), 33kΩ(trimmer) for CLK, 100kΩ for SS
: 180pF(ceramic) for CLK, 470pF(ceramic) for CC/GAIN, 0.1μF(ceramic) for SS,1μF(ceramic) for Bypass
47μF(OS)+220μF(any) for CL, 220μF(any) for CIN
: U3FWJ44N(TOSHIBA)
XC9101C50AKR
NMOS
Coil
Resistor
Capacitors
SD
: XP161A1355PR
: 22μH(CR105 SUMIDA)
: 20mΩ for Isen (NPR1 KOA), 33kΩ(trimmer) for CLK, 100kΩ for SS
: 180pF(ceramic) for CLK, 470pF(ceramic) for CC/GAIN, 0.1μF(ceramic) for SS,1μF(ceramic) for Bypass
47μF(OS)+220μF(any) for CL, 220μF(any) for CIN
: U3FWJ44N(TOSHIBA)
7/22
XC9101 シリーズ
■標準回路例
XC9101D09AKR
NMOS
Coil
Resistor
Capacitors
SD
VOUT
RFB1
RFB2
CFB
: XP161A11A1PR
: 22μH(CDRH127 SUMIDA)
: 10mΩ for Isen (NPR1 KOA), 33kΩ(trimmer) for CLK, 150kΩ for SS
: 180pF(ceramic) for CLK, 470pF(ceramic) for CC/GAIN, 0.1μF(ceramic) for SS,1μF(ceramic) for Bypass
47μF(OS)+220μF(any) for CL, 220μF(any) for CIN
: U5FWJ44N (TOSHIBA)
: 16V
: 560kΩ
: 33kΩ
: 27pF
VOUT
RFB1
RFB2
CFB
: 20V
: 470kΩ
: 22kΩ
: 33pF
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XC9101
シリーズ
■動作説明
XC9101 シリーズは、出力電圧とコイル電流との多重帰還信号により PWM 動作をする昇圧 DC/DC コンバータコントローラです。
内部回路は、VIN 電圧と内部レギュレータ（2.0V）により動作する部分により構成されています。C タイプの出力設定電圧基準電圧と
D タイプの FB 端子電圧（Verf=0.9V）はレーザートリミングで調整、固定されています。
<クロック>
クロックは CLK 端子に接続されたコンデンサと抵抗により、トップ：0.7V，ボトム：0.15V のランプ波を作っています。周波
数は、100kHz～600kHz に外部定数で設定できます。（定数等は機能設定項を参照）また、このクロックを加工し内部シーケン
スの回路同期を取るための信号も作っています。
<Verr アンプ>
Verr アンプは出力電圧監視用のアンプです。C タイプは内部抵抗（R1、R2）で分割された電圧が、D タイプは直接 FB 端子電
圧がフィードバックされ基準電圧と比較しています。基準電圧より低い電圧がフィードバックされると Verr アンプの出力電圧は
高くなるように動作します。
Verr アンプの出力は、抵抗（RVerr）を通ってミキサーに入ります。この信号は、PWM 動作時のパルス幅制御信号として働き、
CC/GAIN 端子より外部コンデンサ、抵抗を接続することで Verr アンプ信号のゲインと f 特を設定することができます。（定数等
は機能設定項を参照）
<Ierr アンプ>
Ierr アンプはコイル電流監視用アンプです。VIN 端子と Isen 端子の電位差をスイッチング毎にサンプリングし、必要に応じ増
幅やホールドを行いミキサーへ入力しています。VIN 端子と Isen 端子に生じる電位差が大きいほど Ierr アンプの出力は スイッ
チング電流が小さくなる方へ信号を出します。このアンプのゲインと f 特は内部で固定されています。
<ミキサー、PWM>
ミキサー部で Verr からの信号に Ierr からの信号で変調をかけます。変調が掛けられた信号は、PWM コンパレータに入力され
CLK 端子で作られたノコギリ波と比較され、ノコギリ波より高い場合スイッチングの ON タイムとして出力回路に出力されます。
<電源リミッタ>
コイルに流れる電流は、VIN 端子と Isen 端子よりリミッタコンパレータで監視されています。VIN 端子と Isen 端子の電位差が
約 150mV 以上発生するとリミッタコンパレータは信号を出力します。出力された信号は、ロジック信号に変換され内部リミッ
タ回路用 DFF のリセット信号として扱われます。 リセット信号が入力されると EXT 端子はすぐに MOS スイッチを OFF する
ように信号を出します。そしてリミットコンパレータからのリセット解除信号を待ちます。リセット解除信号が来ると次のクロ
ックから再度 MOS スイッチの ON 信号を出力します。この時、VIN 端子と Isen 端子の電位差が大きい場合すぐに再度 MOS ス
イッチを OFF にするような動作を繰り返します。この DFF は CLK 端子のクロック信号に同期を取っています。
リミッタ信号
Limiter
signal
/RESET
PWM/PFM
切り替え信号
PWM/PFM
switching
signal
CLK synchronous
signal
CLK 同期信号
D
CLK
Q
Output
signal to EXT pin
EXT 端子へ出力信号
switching signal
PWM/PFM スイッチング信号
<ソフトスタート>
CE/SS 端子にコンデンサと抵抗を付けることでソフトスタート機能が働きます。Verr アンプの入力の Vref 電圧を CE/SS 端子
の立ち上がり電圧によって制限を掛けています。Vref 電圧の Verr アンプへの入力電圧に制限を掛けることにより、Verr アンプの
2 つの入力が釣り合った状態で動作し、EXT 端子の ON タイムを必要以上大きくすることを抑制しています。よって、ソフトス
タートの時間は CLK の設定時間より十分長くする必要があり、CE/SS 端子の立ち上げ時間がソフトスタートの設定時間になり
ます。（定数等は機能設定項を参照）
ソフトスタート機能は、CE/SS 端子の電圧が 0V～約 1.55V の間で働きます。電源投入時などで CE/SS 端子が 0V からスター
トせず中間電位にあった場合などソフトスタートが効かなくなり、大きな突入電流やリップル電圧を生じることがありますので
注意が必要です。
9/22
XC9101 シリーズ
■動作説明
●機能設定
1. ソフトスタート
CE 機能と SS（ソフトスタート）機能は CE/SS 端子に併設されています。
ソフトスタートは、CE 端子電圧が 0V から約 1.55Ｖになるまで働きます。ソフトスタート時間は、Vcont 電圧、Rss、Css の値によ
り下記の式で決まります。
T = -Css × Rss × ln((Vcont - 1.55)/Vcont)
例 : CSS = 0.1 μF, RSS = 470 kΩ, Vcont = 5 V の時, T = -0.1x10-6 × 470x103 × ln ((5 - 1.55)/5) = 17.44 ms 程度になります。
〔XC9101 IC 内部側〕
CE/SS
CE/SS端子
pin
Rss
Vcont
CE,
UVLO
Css
Vref
Vref
回路
circuit
To Verr
amplifier
Verr
アンプへ
ソフトスタート時間はクロックの発振周波数より十分に長い時間を設定してください。
＞参考回路例１：N-ch オープンドレイン
Vcont
〔XC9101 IC 内部側〕
Rss
CE/SSpin
端子
CE/SS
ON/OFF
ON/OFF signal
信号
Css
＞参考回路例２：CMOS ロジック（低消費電流）
Vcont
〔XC9101 IC 内部側〕
Rss
ON/OFF
ON/OFFsignal
信号
CE/SS
CE/SS 端子
pin
Css
＞参考回路例３：CMOS ロジック（低消費電流）、クイックオフ
Vcont
ON/OFFsignal
信号
ON/OFF
〔XC9101 IC 内部側〕
Rss
CE/SS端子
pin
CE/SS
Css
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XC9101
シリーズ
■動作説明
2. 発振周波数
内部 CLK の発振周波数は、CLK 端子に付けるコンデンサと抵抗の値により下記の式で決まります。本 IC の動作を安定
化するために発振周波数は、100kHｚ～600kHｚの範囲で設定するようにして下さい。また、Cclk の値を 150pF～220pF
の範囲で選択し、Rclk の値で周波数を決定するようにして下さい。
f = 1/(-Cclk × Rclk × ln0.26)
例: Cclk = 220 pF、Rclk = 10 kΩの時、f = 1/(-220 x10-12×10 x103×ln(0.26)) = 337.43 kHz 程度になります。
〔XC9101 IC 内部側〕
CLK
pin
CLK
端子
Rclk
Cclk
CLK Generator
3. Verr アンプゲイン、f 特
Verr アンプの出力ゲイン、周波数特性(f 特)は CC/GAIN 端子に付けるコンデンサと抵抗の値によって調節ができます。
通常 RGAIN は付けないで、CC を 220pF～1000pF 程度を付けて使用して下さい。CC の値が大きい程位相安定しますが
過渡応答が遅くなります。R_GAIN 接続でご使用の場合、RGAIN の抵抗値を大きくし過ぎると、過渡応答時に異常発振し
易くなりますので、十分なご評価の上 RGAIN を接続して下さい。
〔XC9101 IC 内部側〕
CC/GAIN 端子
pin
VOUT/FB
Verr
CC
RGAIN
RVerr
Vref
4. 電流制限
電流制限は、VIN 端子と Isen 端子に付ける Rsen 抵抗により決めることができます。Isen 端子はカレント FB の入力と
電流制限の機能を兼ねています。電流制限値は、Rsen の値により下記の式で決まります。
ILpeak_limit = 0.15/Rsen
例: RSEN = 100 mΩの時、ILpeak_limit = 0.15/0.1 = 約 1.5 A 程度になります。
〔XC9101 IC 内部側〕
Isen
Isen端子
pin
Rsen
リミッタ信号
Limiter signal
VVIN
IN端子
pin
150mV
オフセット付
Comparator
with
コンパレータ
150ｍV offset
本 IC はコイルに流れる電流により、RSEN 抵抗に発生する電圧を位相補償用として、内部エラーアンプに帰還をかけ
ておりますので、RSEN 抵抗値を大きくしすぎると、この帰還信号も大きくなり間欠発振を起こす場合がありますので、
アプリケーション上で、問題がある場合はご注意下さい。また通常動作時、コイルピーク電流により RSEN 抵抗間に発生
する電圧が電流制限電圧 MIN:90ｍＶ以下になるように設計して下さい。詳細につきましては、外付け部品の諸注意をご
参照下さい。
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XC9101 シリーズ
■動作説明
5. FB 電圧、Cfb
XC9101D シリーズは、外部に分割抵抗を付けることで出力電圧が設定できます。出力電圧は、Rfb1 と Rfb2 の値によっ
て下記の式で決まります。
Rfb1 と Rfb2 の和は、通常 1MΩ以下とします。
VOUT = 0.9 × (Rfb1 + Rfb2)/Rfb2
また、その時の Cfb（位相補償用スピードアップコンデンサ）の値は、Rfb1 の値と fzfb により下記の式で決まります。
fzfb は、通常 10kHz とします。
Cfb = 1/(2 × π × Rfb1 × fzfb)
例: Rfb1 = 455 kΩ, Rfb2 = 100 kΩの時、VOUT = 0.9 × (455 k ＋ 100 k)/100 k = 4.995 V
Cfb = 1/(2 × π × 455 k × 10 k) = 34.98 pF 程度になります
〔XC9101 IC 内部側〕
出力電圧
Output
voltage
Cfb
Rfb1
FB
FB端子
pin
Verr
Rfb2
0.9V
リミッタ信号
Verramplifier
アンプ
Verr
■使用上の注意
●アプリケーションヒント
1.
XC9101 シリーズは、出力コンデンサにセラミックコンデンサを使用できる様に設計されていますが、入出力電位差が大きい場合、
スイッチングのエネルギーが大きすぎセラミックコンデンサだけではキャッチしきれず、出力が異常発振することがあります。入出
力電位差が大きい場合は、電解コンデンサ等をパラ接続し容量を補ってください。
2. 本 IC の EXT 端子は、内部 CMOS 回路に生じる貫通電流が極力少なくなるように設計されていますが、外付け NMOS のゲートドラ
イブはスピードを早くするため、低インピーダンスにしてあります。そのため入力電圧が比較的高く、バイパスコンデンサが本 IC か
らはなれている場合、EXT 端子のスイッチングによる外付け NMOS のゲートへのチャージ/ディスチャージ電流により動作が不安定に
なることがあります。
対策としましては、極力バイパスコンデンサを本 IC の近くに配置し、スイッチングによる VIN 端子と VSS 端子の電圧変動を抑える
ようにして下さい。それでも効果的な改善がない場合は、EXT 端子と外付け NMOS のゲートとの間に数Ω～数十Ωの抵抗を入れてく
ださい。ただし、抵抗を入れた場合、NMOS のスイッチングスピードが遅くなり効率の低下につながることがあります。
3. 本 IC では、NMOS の代わりに NPN トランジスタを使用することができます。この場合、スイッチングスピードを低下させずベー
ス電流を制限するため、EXT 端子と NPN トランジスタのベースとの間に抵抗(Rb)とコンデンサ(Cb)を付けて使用してください。Rb
は 500Ω～1kΩ程度ですが、負荷やトランジスタの hFE によって調整してください。Cb は、セラミックコンデンサを使用し、Cb≦
1/(2×π×Rb×Fosc×0.7)を目安に設定してください。
[Inside theIC
IC]内部側〕
〔XC9101
EXT
EXT 端子
pin
Rb
VIN
Cb
4.
本製品の C-CLK 接続容量範囲は 150～220pF ですが、180pF 程度をご使用頂くことにより動作がより安定いたします。
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XC9101
シリーズ
■使用上の注意
●レイアウトのご注意
① VDD 電位の変動をできるだけ抑える為に VIN 端子と VSS 端子に最短でバイパスコンデンサ(CDD)を接続して下さい。
② スイッチング等による GND 電位変動の影響を極力抑える為、本 IC は C_CLK、R_CLK、C_GAIN の GND を Power GND
と分け Vss 端子(バイパスコンデンサ, CDD)の出来るだけ近傍に接続して下さい。
以下のように多層式基板を使用して頂き配線には十分な注意を行って下さい。
レイアウト例
XC9101 シリーズ
（D シリーズ）
Better Evaluation Board 2 層式
L
SD
CDD
CFB
RFB1
N-MOS
1
8
2
7
3
6
VDD line
CL
IC GND
RSEN
R_SS
VIN
CIN
4
5
C_GAIN
RFB2
Power GND
R_CLK
C_SS
C_CLK
Through Hole
1
8
2
7
3
6
4
5
R_CLK,C_CLK,C_GAIN,RFB2
GND
Through Hole
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XC9101 シリーズ
■使用上の注意
●レイアウトご注意
Good Evaluation Board 1 層式
L
SD
CDD
RFB1
N-MOS
1
8
2
7
3
6
CFB
VDD line
CL
IC GND
RSEN
R_SS
VIN
CIN
4
5
C_GAIN
RFB2
Power GND
R_CLK
C_SS
C_CLK
●注意
1. 外付け部品及び本 IC の絶対最大を超えないように注意してください。
2. スイッチング損失により、外付け N-MOS FET が発熱する可能性がありますので、その場合は、放熱対策など十分行って下さい。
3. N-MOS FET のゲート容量に比例し、出力のスパイク電圧が大きくなる可能性がありますので、できるだけゲート容量の小さい物
をご使用下さい。
4. DC/DC コンバータの特性は、本 IC の特性のみならず外付け部品に大きく依存しますので、各部品の仕様書を参考の上、十分注意
して部品選定を行ってください。
5. 外付け部品は、IC の近傍に配置してください。また、配線のインピーダンスを下げるため、太く短く配線してください。特に、
本 IC のバイパスコンデンサは最短で配置してください。
6. グラウンド配線を十分強化してください。スイッチング時のグランド電流によるグランド電位の変動は、IC の動作を不安定にす
る場合があるので、特に IC の VSS 端子付近の強化を行ってください。
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XC9101
シリーズ
■測定回路
・測定回路①（VOUT
品）
・Circuit ① (VOUT Type)
・測定回路①（FB
品）
・Circuit
① (FB Type)
SD
22μH
22μH
NMOS
100mΩ
R_SS
1 EXT
Vss 8
2 Isen
VOUT 7
3 VIN
GAIN 6
SD
NMOS
CFB
1 EXT
RL
V
100mΩ
2 Isen
R_SS
3 VIN
4 CE/SS CLK 5
220μF0.1μF
10KΩ
1μF
220pF
20μF
470pF
RFB1
Vss 8
FB 7
RFB2
GAIN 6
RL
V
4 CE/SS CLK 5
220μF0.1μF
10KΩ
1μF
20μF
470pF
220pF
XC9101C33A R_SS：104kΩ C-SS：0.1μF
XC9101C50A R_SS：138kΩ C-SS：0.1μF
・測定回路②
・Circuit ②
・測定回路③
・Circuit
③
1 EXT
1 EXT
Vss 8
2 Isen VOUT/FB 7
3 VIN
A
3 VIN
GAIN 6
GAIN 6
4 CE/SS CLK 5
4 CE/SS CLK 5
0.1μF
Vss 8
VOUT/FB 7
2 Isen
220pF
0.1μF
OSC
10KΩ
220pF
10KΩ
・Circuit ④
・測定回路④
・測定回路⑤
・Circuit
⑤
1 EXT
1 EXT
Vss 8
V
2 Isen VOUT/FB 7
OSC
3 VIN
3 VIN
GAIN 6
0.1μF
4 CE/SS CLK 5
GAIN 6
4 CE/SS CLK 5
A
10KΩ
10KΩ
0.1μF
Vss 8
2 Isen VOUT/FB 7
220pF
V
・Circuit ⑦
・測定回路⑦
・測定回路⑥
・Circuit ⑥
1 EXT
1 EXT
Vss 8
3 VIN
A
3 VIN
GAIN 6
10KΩ
GAIN 6
4 CE/SS CLK 5
4 CE/SS CLK 5
0.1μF
Vss 8
2 Isen VOUT/FB 7
2 Isen VOUT/FB 7
V
220pF
0.1μF
1MΩ
V
220pF
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XC9101 シリーズ
■特性例
XC9101D09AKR
(1) 出力電圧－出力電流特性例
出力電圧 3.3V 設定
FOSC：180kHz
出力電圧 5.0V 設定
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電圧：VOUT (V)
出力電圧：VOUT (V)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電流：IOUT (mA)
出力電圧 8.0V 設定
出力電流：IOUT (mA)
FOSC：330kHz
出力電圧 12.0V 設定
FOSC：330kHz
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1265PR
出力電圧：VOUT (V)
出力電圧：VOUT (V)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電流：IOUT (mA)
16/22
FOSC：180kHz
出力電流：IOUT (mA)
XC9101
シリーズ
■特性例
XC9101D09AKR
(2) 効率－出力電流特性
出力電圧 3.3V 設定
出力電圧 5.0V 設定
FOSC：180kHz
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
効率：EFFI (%)
効率：EFFI (%)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
FOSC：180kHz
出力電流：IOUT (mA)
出力電圧 8.0V 設定
出力電流：IOUT (mA)
出力電圧 12.0V 設定
FOSC：330kHz
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1265PR
効率：EFFI (%)
効率：EFFI (%)
効率：EFFI (%)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
FOSC：330kHz
出力電流：I
出力電流：IOUT
OUT(mA)
(mA)
出力電流：IOUT
OUT(mA)
(mA)
出力電流：I
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XC9101 シリーズ
■特性例
XC9101D09AKR
(3) リップル電圧－出力電流特性例
出力電圧 3.3V 設定
出力電圧 5.0V 設定
FOSC：180kHz
FOSC：180kHz
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電流：IOUT (mA)
出力電圧 8.0V 設定
出力電流：IOUT (mA)
FOSC：330kHz
出力電圧 12.0V 設定
FOSC：330kHz
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1265PR
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
L=22μH,CIN=220μF(電解)+10μF(ｾﾗﾐｯｸ)
CL=40μF(ｾﾗﾐｯｸ),RSEN=50mΩ,CDD=μF(ｾﾗﾐｯｸ)
SD:U3FWJ44N,CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電流：IOUT (mA)
出力電流：IOUT (mA)
出力電圧 3.3V 設定
出力電圧 5.0V 設定
FOSC：180kHz
FOSC：180kHz
L=22μH, CL=94μF(ﾀﾝﾀﾙ),CIN=94μF(ﾀﾝﾀﾙ)
RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ) SD:U3FWJ44N
CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
ﾘｯﾌﾟﾙ電圧：Vr (mVp-p)
L=22μH, CL=94μF(ﾀﾝﾀﾙ),CIN=94μF(ﾀﾝﾀﾙ)
RSEN=50mΩ,CDD=1μF(ｾﾗﾐｯｸ) SD:U3FWJ44N
CGAIN=470pF(ｾﾗﾐｯｸ),Tr:XP161A1355PR
出力電流：IOUT (mA)
出力電流：IOUT (mA)
注）本 IC では、入出力電位差が大きい又は小さい場合、スイッチングの OFF 又は ON 時間が細くなり周辺部品（コイルのイン
ダクタンス値、CLK 接続の抵抗、コンデンサ）などの値が実動作にクリティカルに影響する場合があります。
18/22
XC9101
シリーズ
■外形寸法図
●MSOP-8A
●SOP-8
19/22
XC9101 シリーズ
■マーキング
①
製品シリーズを表す。
シンボル
4
②
8
品名表記例
XC9101***AK*
7
DC/DC コンバータのタイプを表す。
シンボル
C
D
タイプ
VOUT, CE 端子付
FB, CE 端子付
品名表記例
XC9101C**AK*
XC9101D09AK*
1
2
6
5
①
②
③
④
⑤
⑥
3
4
MSOP-8A
(TOP VIEW)
③
出力電圧整数部または FB 品を表す。
シンボル
2
3
4
5
6
7
8
9
0
④
電圧 (V)
2. X
3. X
4. X
5. X
6. X
7. X
8. X
9. X
FB 品
品名表記例
XC9101C2*AK*
XC9101C3*AK*
XC9101C4*AK*
XC9101C5*AK*
XC9101C6*AK*
XC9101C7*AK*
XC9101C8*AK*
XC9101C9*AK*
XC9101D09AK*
シンボル
A
B
C
D
E
F
H
出力電圧小数部または FB 品を表す。
例)
シンボル
0
3
9
⑤
電圧（V）
X. 0
X. 3
FB 品
品名表記例
XC9101C*0AK*
XC9101C3*AK*
XC9101D09AK*
発振周波数の制御タイプを表す。
シンボル
A
タイプ
外付け C、R により可変
品名表記例
XC9101***AK*
⑥ 製造ロットを表す。
0～9、A～Z を繰り返す。(但し、G、I、J、O、Q、W は除く。)
注：反転文字は使用しない。
20/22
電圧 (V)
10. X
11. X
12. X
13. X
14. X
15. X
16. X
品名表記例
XC9101CA*AK*
XC9101CB*AK*
XC9101CC*AK*
XC9101CD*AK*
XC9101CE*AK*
XC9101CF*AK*
XC9101CH*AK*
XC9101
シリーズ
■マーキング
8
7
6
5
①,② 製品シリーズを表す。
シンボル
①
0
②
1
品名表記例
①② ③
XC9101***AS*
④⑤ ⑥
⑦⑧ ⑨
③ DC/DC コンバータのタイプを表す。
シンボル
C
D
④
品名表記例
XC9101C**AK*
XC9101D09AK*
1
電圧 (V)
2. X
3. X
4. X
5. X
6. X
7. X
8. X
9. X
FB 品
品名表記例
XC9101C2*AK*
XC9101C3*AK*
XC9101C4*AK*
XC9101C5*AK*
XC9101C6*AK*
XC9101C7*AK*
XC9101C8*AK*
XC9101C9*AK*
XC9101D09AK*
シンボル
A
B
C
D
E
F
H
2
3
4
SOP-8
(TOP VIEW)
出力電圧整数部または FB 品を表す。
シンボル
2
3
4
5
6
7
8
9
0
⑤
タイプ
VOUT, CE 端子付
FB, CE 端子付
電圧 (V)
10. X
11. X
12. X
13. X
14. X
15. X
16. X
品名表記例
XC9101CA*AK*
XC9101CB*AK*
XC9101CC*AK*
XC9101CD*AK*
XC9101CE*AK*
XC9101CF*AK*
XC9101CH*AK*
出力電圧小数部または FB 品を表す。
例)
シンボル
0
3
9
⑥
電圧（V）
X. 0
X. 3
FB 品
品名表記例
XC9101C*0AK*
XC9101C3*AK*
XC9101D09AK*
発振周波数の制御タイプを表す。
シンボル
A
タイプ
外付け C、R により可変
品名表記例
XC9101***AK*
⑦ 製造年の下 1 桁を表す。
例)
シンボル
0
6
西暦
2000 年
2006 年
⑧,⑨ 製造ロットを表す。
0～9、A～Z を繰り返す。(但し、G、I、J、O、Q、W は除く。)
注：反転文字は使用しない。
例)
シンボル
⑧
0
0
⑨
3
A
製造ロット
03
1A
21/22
XC9101 シリーズ
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ることがあります。製品のご使用にあたっては、その最新情報を当社または当社代理
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では責任を負いかねますので、ご了承下さい。
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トレックス・セミコンダクター株式会社
22/22