ISL28127, ISL28227 1A/2A/3A、超低ドロップアウト、低入力電圧 NMOS LDO ISL80111、ISL80112、ISL80113 特長 ISL80111/ISL80112/ISL80113 は、データ通信、コンピューティ ング、ストレージ、医療向けのサイズが制約される製品で性 能、サイズ、消費電力の最適なバランスを実現する超低ドロッ プアウト LDO です。出力電流はそれぞれ 1A、2A、3A で、低 電圧変換向けに最適化されています。標準的な 3.3V ~ 5V の 電圧がバイアスに印加されていれば、1V ~ 3.6V の VIN で動 作し、VOUT を 0.8V ~ 3.3V の範囲で調整できます。各 LDO の VIN 電源電圧除去比 (PSRR) は 100kHz で 40dB を超えるた め、ノイズに敏感なアプリケーションに理想的な選択肢です。 また、すべての条件下で ±1.6%の VOUT 精度が保証されてい るので、最新の低電圧デジタル IC へ高精度の電圧を供給する のに適しています。 • 超低ドロップアウト:3A で 75mV (typ) ISL80111, ISL80112, ISL80113 1.2V ±5% VIN 9 3.3V ±10% VBIAS VOUT VIN 10 VIN CIN 10µF CBIAS 1µF EN OPEN DRAIN COMPATIBLE VOUT 2 4 VBIAS PG 7 ENABLE ADJ 1.0V VOUT 1 COUT 10µF 6 PGOOD R3 1.0kΩ 3 R4 1.0kΩ GND 5 • -40 ℃ < TJ < +125 ℃で ±1.6%の VOUT 精度を保証 • 超高速負荷過渡応答 • 高度な保護機能とレポート機能 • VIN 範囲:1V ~ 3.6V、VOUT 範囲:0.8V ~ 3.3V • 小型 10 Ld 3×3 DFN パッケージ アプリケーション • ノイズに敏感な計測 / 医療システム • データアクイジション / データ通信システム • ストレージ / テレコム / サーバー機器 • 低電圧の DSP/FPGA/ASIC コア電源 • スイッチモード電源のポスト・レギュレーション DROPOUT VOLTAGE, BIAS = 5V (mV) イネーブル入力を利用すると、低待機時電流シャットダウン・ モードに移行できます。この製品ファミリはサブミクロン CMOS プロセスを採用し、通常 2.5V 未満への入力電圧変換が 必要なアプリケーションでクラス最高のアナログ性能と総合 的に高い価値を発揮します。また、NMOS パワー段に特有の 優れた負荷過渡レギュレーションを実現しています。各 LDO では、負荷あたりの待機時電流がバイポーラ LDO に比べて大 幅に抑えられています。 • 優れた VIN PSRR:1kHz で 70dB (typ) 図 1. アプリケーション回路例 IOUT = 1A 60 IOUT = 0A IOUT = 2A 40 IOUT = 3A BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V COUT = 10µF 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 図 3. VIN PSRR vs 負荷電流 (ISL80113) 2012 年 6 月 18 日 FN7841.1 1 1M VADJ +25°C NORMALIZED (%) PSRR (dB) 3A 80 70 2A 60 50 40 1A 30 20 10 0 -40 25 85 TEMPERATURE (°C) 125 1.015 80 0 90 図 2. 各 IOUT におけるドロップアウト電圧と温度の関係 100 20 100 1.010 1.005 1.000 0.995 0.990 0.985 -40 0 25 85 TEMPERATURE (°C) 125 図 4. ΔVADJ vs 温度 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。 1-888-INTERSIL または 1-888-468-3774 | 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。 ISL80111、ISL80112、ISL80113 ブロック図 VIN VBIAS CURRENT LIMIT BIAS UVLO VIN UVLO VIN M3 DRIVER EN R7 IL IL/10,000 VOUT THERMAL SHUTDOWN EN EN ADJ - EN + PG M7 ENABLE M1 POWER NMOS 500mV - + - M2 + 425mV + - *R3 GND ピン配置 ISL80111, ISL80112, ISL80113 (10 LD 3X3 DFN) 上面図 VOUT 1 10 VIN VOUT 2 9 VIN ADJ 3 VBIAS 4 GND EPAD (GND) 8 NC 7 ENABLE 6 PG 5 ピンの説明 ピン番号 ピン名称 1, 2 VOUT 3 ADJ 4 VBIAS 5 GND 6 PG 7 ENABLE 8 NC 未接続。 9, 10 VIN 入力電源ピン。範囲:1.0V ~ 3.6V。 EPAD 2 説明 出力電圧ピン。範囲:0.8V ~ 3.3V。 VOUT の外部設定用の ADJ ピン。 範囲:0.5V ~ VOUT。 内蔵制御回路用のバイアス電圧ピン。 範囲:2.9V ~ 5.5V。 グラウンド・ピン。 パワーグッド信号。 ロジック Low は VOUT がレギュレーショ ン状態にないことを示します。 範囲:0V ~バイアス。 VIN に依存しないチップ・イネーブル。 TTL および CMOS 互換です。 範囲:0V ~ VBIAS。 グラウンド電位の EPAD。EPAD はグラウ ンド層にハンダ付けすることを推奨しま す。 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 注文情報 製品型番 (Note 1、2、3) マーキング VOUT 電圧 (Note 3) 周囲温度 範囲 ( ℃ ) パッケージ ( 鉛フリー ) パッケージの外形図 ISL80111IRAJZ 1ADJ ADJ -40 ~ +85 10 Ld 3x3 DFN L10.3x3 ISL80112IRAJZ 2ADJ ADJ -40 ~ +85 10 Ld 3x3 DFN L10.3x3 ISL80113IRAJZ 3ADJ ADJ -40 ~ +85 10 Ld 3x3 DFN L10.3x3 ISL80111EVAL1Z ISL80111 の評価ボード ISL80112EVAL1Z ISL80112 の評価ボード ISL80113EVAL1Z ISL80113 の評価ボード 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「Tape and Reel Specification for Integrated Circuit (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、 端子には錫 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. 湿度感受性レベル (MSL) については ISL80111、ISL80112、ISL80113 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 (TB363)」を参照してください。 3 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 絶対最大定格 (Note 4) 温度情報 VIN (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.3V ~ +6V VOUT (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V ~ +4V PG、ENABLE、SENSE/ADJ (GND 基準 ) (Note 5) . . . . . -0.3V ~ +6V VBIAS (GND 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -0.3V ~ +6V PG 定格電流 (Note 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10mA ESD 定格 人体モデル (JESD22-A114E に従い試験 ) . . . . . . . . . . . . . . . . 4,000V 機械モデル (JESD22-115-A に従い試験 ). . . . . . . . . . . . . . . . . . .300V デバイス帯電モデル. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,000V ラッチアップ定格. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100mA 熱抵抗 (Note 7、 8) θJA ( ℃ /W) θJC ( ℃ /W) 10 Ld 3x3 DFN パッケージ . . . . . . . . . . . . 48 4 保存温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -65 ℃~ +150 ℃ 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 (Note 4、6) ジャンクション温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -40 ℃~ +125 ℃ VIN (GND 基準 ) (ISL80113) (Note 9) . . . . . . . . . . . .VOUT + 0.4V ~ 5V VIN (GND 基準 ) (ISL80112) (Note 9) . . . . . . . . . . . .VOUT + 0.3V ~ 5V VIN (GND 基準 ) (ISL80111) (Note 9) . . . . . . . . . . . .VOUT + 0.2V ~ 5V 公称 VOUT 範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800mV ~ 3.3V PG、ENABLE、SENSE/ADJ、SS (GND 基準 ) . . . . . . . . . . 0V ~ 5.5V VBIAS (GND 基準 ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0V ~ 5.5V VBIAS (VOUT 基準 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +0.8V 以上 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. 絶対最大定格は、安全な動作の範囲を定めたものです。このような条件で長時間動作させると、製品の信頼性に影響が及ぶ恐れがあり ます。この範囲を超えた場合は、製品が破損します。推奨動作条件は、仕様が保証されている範囲を定めたものです。 5. 絶対最大電圧定格は、6V 超が印加される時間の生涯平均割り合いを 1%として定義しています。 6. エレクトロ・マイグレーションに関する仕様は、生涯平均ジャンクション温度を 110 ℃として定義しています。最大定格 DC 電流 = 生涯 平均電流です。 7. θJA はデバイスを放熱効率の高い「ダイレクト・アタッチ」機能対応の試験基板に実装し、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「Thermal Characterization of Packaged Semiconductor Devices (TB379)」を参照してください。 8. 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。 9. VIN - VDO < 1V の場合、VIN に印加される最小動作電圧は 1V です。 電気的特性 特記のない限り、すべてのパラメータは以下の条件で保証されています。 VIN = VOUT + 0.4V、VBIAS = 2.9V、VOUT = 1.2V、CBIAS = 1µF、CIN = 10µF、COUT = 2.2µF、TJ = +25 ℃、IL = 0mA。 ワーストケースのジャンクション温度を決定するために、アプリケーションはパッケージの放熱ガイドラインに従わなければなり ません。13 ページの「消費電力」とテクニカル・ブリーフ TB379 を参照してください。 太字のリミット値はジャンクション温度 (TJ) 範囲 -40 ℃から +125 ℃に対して適用されます。 TJ = TA を維持するパルス負荷試験は ATE を用いて実施し、データシートのリミット値を定義しています。 PARAMETER SYMBOL TEST CONDITIONS MIN MAX (Note 10) TYP (Note 10) UNITS 2.3 2.9 V 2.1 2.8 V DC CHARACTERISTICS VBIAS UVLO UVLO_BIAS_r VBIAS Rising UVLO_BIAS_f VBIAS UVLO Hysteresis VBIAS Falling 1.55 UVLOB_HYS DC ADJ Pin Voltage Accuracy VADJ 0.2 1.0V VIN 3.6V, ILOAD 0A, 2.9V VBIAS 5.5V, VOUT = VADJ 494 V 502 510 mV DC Input Line Regulation VOUT VOUT + 0.4V VIN 3.6V 0.01 0.9 mV DC Bias Line Regulation VOUT 2.9V<VBIAS<5.5V with respect to ADJ pin 0.3 1.4 mV DC Output Load Regulation VOUT 0A ILOAD 3A -0.2 2 mV VADJ = 0.5V 10 80 nA 10 mA Feedback Input Current -2 VIN Quiescent Current IQ (VIN) VOUT = 2.5V 8 VIN Quiescent Current IQ (VIN) VOUT = 3.3, 10.6 4 mA FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 電気的特性 特記のない限り、すべてのパラメータは以下の条件で保証されています。 VIN = VOUT + 0.4V、VBIAS = 2.9V、VOUT = 1.2V、CBIAS = 1µF、CIN = 10µF、COUT = 2.2µF、TJ = +25 ℃、IL = 0mA。 ワーストケースのジャンクション温度を決定するために、アプリケーションはパッケージの放熱ガイドラインに従わなければなり ません。13 ページの「消費電力」とテクニカル・ブリーフ TB379 を参照してください。 太字のリミット値はジャンクション温度 (TJ) 範囲 -40 ℃から +125 ℃に対して適用されます。 TJ = TA を維持するパルス負荷試験は ATE を用いて実施し、データシートのリミット値を定義しています。( 続き ) MIN MAX (Note 10) TYP (Note 10) UNITS VOUT = 1.0V 3.5 mA 0 IL 3A, VBIAS = 5.5V 2.9 4.6 mA ENABLE Pin = 0.2V, TJ = +125°C 3 20 µA ILOAD = 1A, VOUT = 1.2V, 2.9V VBIAS 5V 27 90 mV ILOAD = 2A, VOUT = 1.2V, 2.9V VBIAS 5V 53 115 mV ILOAD = 3A, VOUT = 1.2V, 2.9V VBIAS 5V 75 140 mV ILOAD = 1A, VOUT = 1.2V 1.1 1.3 V ILOAD = 2A, VOUT = 1.2V 1.2 1.4 V ILOAD = 3A, VOUT = 1.2V 1.3 1.5 V VOUT = 0.2V 5.2 A Output Short Circuit Current (2A Version) VOUT = 0.2V 3.2 A Output Short Circuit Current (1A Version) VOUT = 0.2V 2.2 A PARAMETER SYMBOL VIN Quiescent Current VBIAS Quiescent Current IQ (VIN) IQ (VBIAS) Ground Pin Current in Shutdown ISHDN VIN Dropout Voltage (Note 11) VBIAS Dropout Voltage (Note 11) VDO(VIN) VDO(BIAS) TEST CONDITIONS OVERCURRENT PROTECTION Output Short Circuit Current (3A Version) ISC OVER-TEMPERATURE PROTECTION Thermal Shutdown Temperature TSD 160 °C Thermal Shutdown Hysteresis TSDn 20 °C AC CHARACTERISTICS Input Supply Ripple Rejection Output Noise Voltage PSRR(VIN) f = 120Hz, ILOAD = 1A 80 dB PSRR(VBIAS) f = 120Hz, ILOAD = 1A 60 dB ILOAD = 10mA, BW = 100Hz f 100kHz 100 µVRMS ILOAD = 3A, f = 10Hz 7 µV/Hz ILOAD = 3A, f = 100Hz 3 µV/Hz tEN COUT = 10µF, ILOAD = 1A 50 µs tBIAS COUT = 10µF, EN = BIAS 100 µs eN(RMS) Spectral Noise Density eN DEVICE START-UP CHARACTERISTICS EN Start-up Time BIAS Start-up Time ENABLE PIN CHARACTERISTICS Turn-on Threshold (Rising) VOUT + 0.4V VIN 3.6V, 2.9V VBIAS 5.5V 400 680 850 mV Hysteresis (Rising Threshold) 1.2V VIN 3.6V, 2.9V VBIAS 5.5V 60 260 330 mV PGTH 2.9V VBIAS 5.5V 71 82 93 %VOUT PGHYS 2.9V VBIAS 5.5V 9.3 ISINK = 500µA 90 PG PIN CHARACTERISTICS PG Flag Falling Threshold PG Flag Hysteresis PG Flag Low Voltage 5 %VOUT 130 mV FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 電気的特性 特記のない限り、すべてのパラメータは以下の条件で保証されています。 VIN = VOUT + 0.4V、VBIAS = 2.9V、VOUT = 1.2V、CBIAS = 1µF、CIN = 10µF、COUT = 2.2µF、TJ = +25 ℃、IL = 0mA。 ワーストケースのジャンクション温度を決定するために、アプリケーションはパッケージの放熱ガイドラインに従わなければなり ません。13 ページの「消費電力」とテクニカル・ブリーフ TB379 を参照してください。 太字のリミット値はジャンクション温度 (TJ) 範囲 -40 ℃から +125 ℃に対して適用されます。 TJ = TA を維持するパルス負荷試験は ATE を用いて実施し、データシートのリミット値を定義しています。( 続き ) PARAMETER SYMBOL PG Flag Leakage Current TEST CONDITIONS MIN MAX (Note 10) TYP (Note 10) UNITS 11 nA PG = VBIAS = 5.5V PG Flag Sink Current 7 10 300 mA NOTE : 10. MIN パラメータと MAX パラメータは特記のない限り +25 ℃で全数試験を行っています。温度リミットは特性評価によって得ており、 製造時試験は行っていません。 11. ドロップアウトは、電源で VOUT が公称値から 2%低下したときの、電源電圧 (VIN、VBIAS) と VOUT の差として定義されています ( 出力電圧は 2.5V に設定 )。 12. 通常動作時の VIN は常に、VBIAS に印加された電圧以下でなければなりません。部品は、VIN が VBIAS を上回る可能性があるフォルト 状態から保護されます。 6 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。 18 90 3A V = 3.3V BIAS 80 2A V = 3.3V BIAS 3A V = 5V BIAS 70 60 50 2A V = 5V BIAS 40 30 20 10 1A V = 3.3V BIAS 1A V = 5V BIAS 0 -40 25 TEMPERATURE (°C) 16 PERCENTAGE OF POPULATION VIN DROPOUT VOLTAGE (mV) 100 14 12 10 8 6 4 2 0 125 500.0 500.5 501.0 501.5 502.0 502.5 503.0 503.5 504.0 VADJ @ +25°C (mV) 図 5. ドロップアウト vs VBIAS 図 6. VADJ の分布 0.00 -0.10 1.010 -0.20 -0.30 1.005 VOUT (mV) VADJ +25°C NORMALIZED (%) 1.015 1.000 0.995 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 0.990 -0.90 0.985 -40 0 25 85 TEMPERATURE (°C) -1.00 125 図 7. ΔVADJ vs 温度 -40 0 25 85 TEMPERATURE (°C) 125 図 8. 負荷レギュレーション vs 温度 1.2200 1.205 1.2175 1.204 1.2150 1.203 1.2125 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTGE (V) IOUT = 0A - 3A 1.2100 1.2075 1.2050 1.2025 1.2000 1.1975 1.1950 1.1925 1.1900 0 1.0 1.5 2.0 2.5 LOAD CURRENT (A) 図 9. 負荷レギュレーション、VOUT vs IOUT 7 1.201 1.200 1.199 1.198 1.197 1.196 VIN = 1.6V, VBIAS = 2.9V 0.5 1.202 3.0 VVBIAS=3.7V BIAS = 3.7V 1.195 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 INPUT VOLTAGE (V) 図 10. VIN のライン・レギュレーション FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。( 続き ) 1.205 4.5 BIAS GROUND CURRENT (mA) OUTPUT VOLTAGE (V) 1.204 1.203 1.202 1.201 1.200 1.199 1.198 1.197 1.196 1.195 2.9 4.0 3.5 3.0 2.5 3.2 3.5 3.8 4.1 4.4 BIAS VOLTAGE (V) 4.7 2.0 1.5 5.0 0 8 VBIAS = 3.3V VOUT = 1.8V 7 6 5 VBIAS = 5V VOUT = 1.8V VBIAS = 5V VOUT = 1.0V VBIAS = 3.3V 4 V OUT = 1.0V 3 VBIAS = 3.3V VOUT = 0.8V 2 1.4 VBIAS = 5V VOUT = 0.8V 1.8 2.2 2.6 3.0 VIN INPUT VOLTAGE (V) 3.4 BIAS INPUT GROUND CURRENT (mA) 9 3.8 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 VVIN=1.6V OUT = 0.8V 2.0 2.9 図 13. 入力グラウンド電流 vs VIN と VOUT 3.2 3.5 4.7 3.8 4.1 4.4 BIAS VOLTAGE (V) 5.0 図 14. 入力グラウンド電流 vs VBIAS 3.45 3.1 VBIAS = 5V 3.0 V OUT = 0.8V 2.9 VBIAS = 5V VOUT = 1.2V VBIAS = 5V VOUT = 2.5V 2.8 2.7 V BIAS = 3.3V 2.6 VOUT = 0.8V VBIAS = 3.3V VOUT = 1.2V 2.5 2.4 VBIAS = 3.3V VOUT = 2.5V 2.3 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0 INPUT VOLTAGE (V) 3.4 図 15. バイアス・グラウンド電流 vs VIN および VOUT 8 3.8 BIAS GROUND CURRENT (mA) 3.2 BIAS GROUND CURRENT (mA) 3 3.2 VBIAS = 5V VOUT = 3.3V 10 2.2 1.0 1 2 OUTPUT CURRENT(A) 図 12. バイアス・グラウンド電流 vs 負荷電流 11 VIN INPUT GROUND CURRENT (mA) BIAS = 2.9V VVIN=1.6V IN = 1.6V 図 11. VBIAS のライン・レギュレーション 1 1.0 BIAS = 5V 3.25 3.05 2.85 2.65 2.45 2.25 2.05 1.85 2.9 VIN = 1.6V 3.2 3.5 4.7 3.8 4.1 4.4 BIAS VOLTAGE (V) 5.0 図 16. バイアス・グラウンド電流 vs VBIAS FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。( 続き ) 12 VIN INPUT CURRENT (mA) 10 EN 8 VOUT 6 4 PGOOD VBIAS = 5.0V VOUT = 3.6V 2 0 1.0 1.5 1.8 2.5 IIN 3.3 OUTPUT VOLTAGE (V) 図 18. PGOOD 使用時のイネーブル・スタートアップ 図 17. VIN IQ vs VOUT 電圧 ISL80111 CURRENT LIMITING @ 2.1A DURING TURN-ON OC EVENT VOUT EN PGOOD VOUT PGOOD IIN IOUT CLOAD = 1000µF 図 19. ISL8011X のサーマル・シャットダウンの開始と終了 図 20. ISL80111 の過電流状態へのイネーブル ISL80113 CURRENT LIMITING @ 5A DURING TURN-ON OC EVENT ISL80112 CURRENT LIMITING @ 3.4A DURING TURN-ON OC EVENT EN EN VOUT VOUT PGOOD PGOOD IIN IIN CLOAD = 1000µF 図 21. ISL80112 の過電流状態へのイネーブル 9 CLOAD = 1000µF 図 22. ISL80113 の過電流状態へのイネーブル FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。( 続き ) IOUT = 200mA IOUT = 1.1A IOUT = 100mA IOUT = 0.1A VOUT (5mV/DIV) VOUT (20mV/DIV) TIME (20µs/DIV) TIME (20µs/DIV) 図 23. 100mA の負荷過渡応答 図 24. 1A の負荷過渡応答 IOUT = 2.1A IOUT = 3.1A IOUT = 0.1A IOUT = 0.1A VOUT (20mV/DIV) VOUT (50mV/DIV) TIME (20µs/DIV) TIME (20µs/DIV) 図 25. 2A の負荷過渡応答 図 26. 3A の負荷過渡応答 100 PSRR (dB) IOUT = 1A 60 IOUT = 0A IOUT = 2A IOUT = 3A 20 80 PSRR (dB) 80 40 100 BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V COUT = 10µF BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V COUT = 10µF 60 IOUT = 0A 40 IOUT = 2A IOUT = 3A 20 IOUT = 1A 0 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 図 27. VIN PSRR vs 負荷電流 10 1M 0 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 図 28. バイアス PSRR vs 負荷電流 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。( 続き ) 100 IOUT = 0A 80 IOUT = 2A IOUT = 1A 60 IOUT = 2A IOUT = 3A 40 20 60 IOUT = 0A IOUT = 1A IOUT = 3A 40 20 0 100 1k 10k 100k 0 1M 100 1k 100 1M 100 BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V IOUT = 3A 60 COUT = 10µF COUT = 2.2µF BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V IOUT = 1A 80 40 COUT = 20µF PSRR (dB) 80 PSRR (dB) 100k 図 30. VBIAS PSRR vs 負荷電流 図 29. VVIN PSRR vs 負荷電流 60 COUT = 10µF COUT = 2.2µF 40 COUT = 20µF 20 20 100 1k 10k 100k 0 1M 100 1k FREQUENCY (Hz) 100 60 IOUT = 0A IOUT = 2A IOUT = 3A 40 20 0 100 100 1M BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V COUT = 5x2.2µF 80 IOUT = 1A PSRR (dB) 80 100k 図 32. VIN PSRR vs COUT BIAS = 5V VIN = 3.3V VOUT = 2.5V COUT = 5x2.2µF IOUT = 1A 10k FREQUENCY (Hz) 図 31. VIN PSRR vs COUT PSRR (dB) 10k FREQUENCY (Hz) FREQUENCY (Hz) 0 BIAS = 3.3V VIN = 1.5V VOUT = 1.0V COUT = 10µF 80 PSRR (dB) PSRR (dB) 100 BIAS = 3.3V VIN = 1.5V VOUT = 1.0V COUT = 10µF 60 IOUT = 0A 40 IOUT = 2A IOUT = 3A 20 0 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 図 33. VIN PSRR vs 負荷電流 11 1M 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 図 34. VBIAS PSRR vs 負荷電流 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 3.0 2.5 300 lfm 2.0 1.5 1.0 0 lfm 0.5 0.0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 105 125 INPUT VOLTAGE NOISE (µV/Hz) MAX POWER (VIN-VOUT) x IOUT (W) 代表的な性能特性 特記のない限り動作条件は次のとおりです。VIN = 1.8V、VBIAS = 3.3V、VOUT = 1.2V、CIN = COUT = 10µF、 TJ = +25 ℃、ILOAD = 0A。( 続き ) 1000 VBIAS = 5V VIN = 3.8V VOUT = 3.3V IOUT = 3A 100 10 1 VBIAS = 3.8V VIN = 1.28V VOUT = 1V IOUT = 3A 0.1 0.1 1 TEMPERATURE (°C) 図 35. 連続電力リミット vs 周囲温度とエアフロー 動作の説明 ISL80111、ISL80112、ISL80113 は、NMOS パス・デバイスを備 えた高性能の低ドロップアウト・レギュレータです。NMOS を パス・デバイスとして利用すると、低入力電圧、広範な出力コ ンデンサに対する安定性、超低ドロップアウト電圧などの利 点を得られます。ISL80111、ISL80112、ISL80113 は、スイッ チモード電源のポスト・レギュレーションに最適です。 ISL80111、ISL80112、ISL80113 では、イネーブル、パワーグッ ド・インジケータ、電流リミット保護、サーマル・シャットダ ウンの各機能が省スペースの 3×3 DFN パッケージ上に組み込 まれています。 入力電圧の要件 VIN ピンは、NMOS パス・トランジスタのドレインに大電流 を供給します。最小入力電圧は 1V であり、この LDO ファミ リではドロップアウト電圧が低く設定されています。 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 図 36. 入力電圧ノイズ vs バイアス電圧 が公称出力電圧の 84%未満に低下すると、PGOOD フォルト が発生する場合があります。サーマル・シャットダウン時には VOUT が最小レギュレーション電圧未満になるので、PGOOD は動作しません。 出力電圧の選択 外付け抵抗分圧回路を利用し、内部基準電圧に基づいて出力 電圧を調整します。この電圧はエラー・アンプに戻されます。 出力電圧は 0.8V ~ 4V の任意のレベルに設定できます。式 1 に示すように、出力電圧の設定には外付け抵抗分圧回路 R3 と R4 ( 図 1 を参照 ) が使用されます。 R4 の推奨値は 500Ω ~ 1kΩ です。それに応じて R3 を式 2 で求めます。 R V OUT = 0.5V ------3- + 1 R4 (式 1) V OUT R 3 = R 4 --------------- – 1 0.5V (式 2) バイアス電圧の要件 VBIAS 入力は、内蔵制御回路、基準電圧、LDO ゲートドライ バに電力を供給します。VBIAS 電圧と出力電圧の差は、4 ペー ジから始まる「電気的特性」に記載された VBIAS ドロップア ウト電圧よりも大きくなければなりません。最小 VBIAS 入力 は 2.9V です。 イネーブル動作 ENABLE ターンオン・スレッショルドは通常 600mV であり、 100mV のヒステリシスを備えています。このピンはフロー ティング状態にしてはなりません。未使用時は VBIAS に接続 してください。オープン・コレクタ出力またはオープン・ドレ イン出力を用いて ENABLE ピンを制御するアプリケーション には、1kΩ ~ 10kΩ のプルアップ抵抗が必要です。 ソフトスタート動作 ISL8011x は100µs (typ)のソフトスタート機能を内蔵しており、 スタートアップ時の過剰な突入電流を防止します。 パワーグッド動作 PGOOD フラグはオープン・ドレイン NMOS であり、フォルト 状態発生時には最大 10mA までシンク可能です。この機能が 不要なアプリケーションの場合、PGOOD ピンをグラウンドに 接続してください。PGOOD ピンには、通常 VOUT ピンに接 続された外付けプルアップ抵抗が必要です。PGOOD ピンは、 VBIAS よりも高い電圧源に接続してはなりません。出力電圧 12 電流リミット保護 ISL80111、ISL80112、ISL80113 は、出力の短絡 / 過負荷状態が 原因の過電流や、スタートアップ時の突入電流に対する保護 機能を備えています。出力電流が 4 ページの「電気的特性」に 記載された電流リミット・スレッショルドを超えると、 LDO は 定電流源として動作します。VOUT の短絡状態や過負荷状態 が解消されると、出力は通常の電圧モード・レギュレーション に戻ります。過負荷状態の発生時には、ダイ温度がサーマル・ フォルト条件を超えたことが原因で、LDO がオン / オフのサ イクルを繰り返す場合があります。 サーマル・フォルト保護 ダイ温度が +160 ℃ (typ) を超えると LDO の出力がシャットダ ウンし、ダイ温度が +140 ℃ (typ) 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、電力レベルとパッケージの熱イ ンピーダンス (+48 ℃ /W) によって決まります。 最大連続消費電力と周囲温度およびリニア・エアフロー・レー トの関係については、図 35 を参照してください。このグラフ では、バイアス・ピンが消費電力に与えるわずかな影響は無視 しています。 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 外付けコンデンサの要件 46 入力コンデンサ 適切な動作に必要な入力コンデンサは、10µF 以上のセラミッ ク誘電コンデンサです。このコンデンサは、LDO の VIN ピン とグラウンド・ピンに 0.5cm 以内の距離で接続する必要があり ます。 出力コンデンサ ISL8011x は最先端の補償回路を内蔵しているので、出力コン デンサの選択が容易です。VOUT のローカルバイパスに 1µF の X5R/X7R を使用するのであれば、いずれの種類や容量のコ ンデンサでも温度、VIN、VOUT、負荷の全範囲にわたり安定 した動作が保証されます。このコンデンサは、LDO の VOUT ピンとグラウンド・ピンに 0.5cm 以内の距離で接続する必要が あります。 Y5V タイプや Z5U タイプの低価格セラミック・コンデンサも、 サイズが十分に大きければ、X5R/X7R タイプに比べ大幅に低 い精度を補償できるので、使用してもかまいません。任意の 容量のセラミック・コンデンサ、POSCAP コンデンサ、または アルミ / タンタル電解コンデンサを追加で並列接続すると、 高 周波数における PSRR や、負荷過渡 AC 出力電圧の精度が向 上します。 バイアス・コンデンサ 適切な動作に必要な入力コンデンサは、1µF 以上のセラミッ ク誘電コンデンサです。このコンデンサは、LDO の VBIAS ピ ンとグラウンド・ピンに 0.5cm 以内の距離で接続する必要があ ります。VBIAS ピンを VIN ピンに接続する場合は、VIN ピン とグラウンドに接続した合計 10µF の X5R/X7R で十分です。 44 θJA ( ℃ /W) 適切な動作には外付けコンデンサが必要です。最適な性能を 得るには、レイアウトのガイドラインと、コンデンサの種類 や容量の選択に細心の注意を払う必要があります。 42 40 38 36 34 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 EPAD-MOUNT COPPER LAND AREA ON PCB (mm2) 24 図 37. サーマルビアを設けた 4 層 PCB 上の 3mm×3mm 10 ピン DFN の θJA vs PCB 上で EPAD が接する銅エリアの面積 動作の安全性を確保するため、式 3 で求めた消費電力 (PD) が 最大許容消費電力 PD(MAX) より少ないことを確認してくださ い。 DFN パッケージでは、PCB 上の銅エリアをヒートシンクとし て使用します。ヒートシンクとして用いるには、このパッケー ジの EPAD を銅パターン (GND 層 ) にハンダ付けする必要が あります。図 37 のグラフは、DFN パッケージの θJA と銅エリ ア面積の関係を示しています。 サーマルパッドの設計に関する一般考慮事項 以下では、IC からの放熱用にビアを使用する際の例について 説明します。 サーマルパッド・エリア全体にビアを配置することを推奨し ます。代表的なビア配列としては、ビア同士の中心間距離が 半径の 3 倍になるようにサーマルパッドにビアを配置しま す。ビアは小さくすべきですが、リフロー時にハンダが穴を 通じて流れなくなる程小さくしないでください。 消費電力と熱 消費電力 ジャンクション温度は、4 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 3 で求められ ます。 P D = V IN – V OUT I OUT + V BIAS IQ BIAS + V IN IQ V IN (式 3) 式 4 に示すように、最大許容消費電力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。θJA は、ジャンクション~周囲間熱抵抗を示します。 P D MAX = T J MAX – T A JA 13 (式 4) 図 38. PCB のビアパターン すべてのビアはグラウンド層に接続してください。効率的な 熱伝導を行うには、ビアの熱抵抗が低いことが重要です。ビ アの接続に「サーマルリリーフ」パターンを使用しないでく ださい。メッキ・スルーホールを各層へ完全に到達させる必要 があります。 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 ISL80111/ISL80112/ISL80113 両電源 LDO 評価ボードのユーザーガイド 説明 ISL8011XEVAL1Z は、ISL8011X 両電源 LDO ファミリの性能 を評価するためのシンプルなプラットフォームです。一般的 な出力電圧を容易に設定できるようにジャンパを備えていま す。 ISL80111、ISL80112、ISL80113 は、それぞれ出力電流が 1A、 2A、3A のシングル出力 LDO で、2.5V 以下の出力電圧変換向 けに最適化されています。標準的な 3.3V または 5V の電圧が VBIAS ピンに印加されていれば、ISL8011X は最小で 1V まで の VIN 電圧に対応できます。出力電圧は 0.8V ~ 3.3V の範囲 で調整可能です。 スレッショルドが1V未満に設定されたイネーブル入力を利用 すると、低自己消費電流シャットダウン・モードに移行できま す。この製品ファミリはサブミクロン CMOS プロセスを採用 し、通常 2.5V 未満への入力電圧変換が必要なアプリケーショ ンでクラス最高のアナログ性能と総合的に高い価値を発揮し ます。また、NMOS パワー段に特有の優れた負荷過渡レギュ レーションを実現しています。 各 LDO では、負荷あたりの自己消費電流がバイポーラ LDO に比べて大幅に抑えられています。この低消費電流により、 効率化とパッケージの小型化を実現できます。設計上、この 自己消費電流をある程度のレベルを流すことにより、クラス 最高レベルの高速負荷過渡応答と負荷レギュレーションを実 現しています。 キット内容 • 評価キットの内容は以下のとおりです。 • 適切な部品が取り付けられた ISL80113EVAL1Z • ISL80111、 ISL80112、 ISL80113 のデータシート テスト手順 1. JP2 ~ JP5 のいずれかのジャンパを短絡させて、必要な 出力電圧を選択します。 2. バイアス /VIN 電源と負荷を接続します。ジャンパ JP6 ( 下部 ) またはセンターポストの信号を使って IC をイ ネーブルにしてから、出力を観察します。 3. 出荷時の構成がイネーブルになると、VOUT = 3.3V にな ります。 4. ISL8011XEVAL1Z ボードから取得されたショットを観 察します。 図 39. ISL80113EVAL1Z ( 左:PCB 上面、右:写真 ) 14 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 回路図 部品リスト REFERENCE DESIGNATOR VALUE U1 DESCRIPTION MANUFACTURER ISL80111, ISL80112 or ISL80113 as noted on Intersil the evaluation board C1, C3 10µF CAP, SMD, 0805, 50V, 10% Generic C2 1µF CAP, SMD, 0603 Generic R1 1kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R2 2.05kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R3 2.61kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R4 4.02kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R5 5.62kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R6 1kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic R7 100kΩ RES, SMD, 0603, 1% Generic JP1, JP2, JP3, JP4, JP5, JP6 Jumper Generic TP1, TP2, TP3 TP4, TP5, TP6 Terminal Connector Generic 15 PART NUMBER ISL80111IRAJZ, ISL80112IRAJZ, ISL80113IRAJZ FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 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 2012/6/5 FN7841.1 変更点 3 ページの「注文情報」:評価ボードの名称を ISL80111IRAJEVALZ、ISL80112IRAJEVALZ、 ISL80113IRAJEVALZ から ISL80111EVAL1Z、ISL80112EVAL1Z、ISL80113VAL1Z に変更 17 ページの L10.3x3 のパッケージ寸法図を Rev 6 から最新の Rev 7 に変更。パッケージ寸法図の変 更内容は以下のとおりです。 推奨ランドパターン上で、パッケージ・アウトラインを削除し、ランド同士の中心間距離を記載 Note 4、「寸法 b は金属端子に適用され、端子先端から 0.18mm ~ 0.30mm の範囲で計測した値で す。 」がこのパッケージには該当しないので削除。それに応じて Note 番号を変更 図 6、「VADJ の分布」で、「Y」の目盛り単位を (0.18、0.16、0.14、0.12、0.10、0.08、0.06、0.04、 0.02、0.00) から (18、16、14、12、10、8、6、4、2、0) に修正 4 ページの「電気的特性」で、3.3V での実装が計算上問題にならないように、UVLO の立ち上がり 仕様を追加して MAX 値 2.9V を記載 2012/3/30 FN7841.0 初版。4 ページに「UVLO_BIAS_r」の仕様を追加。図 13 ~ 17 を変更 製品 インターシルは、高性能アナログ、ミクストシグナルおよびパワーマネジメント半導体の設計、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、産業用機器、インフラ、パーソナル・コンピューティング、ハイエンド・コンシューマの分野 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。製品ファミリの詳細は、www.intersil.com/product_tree/ をご覧 ください。 ISL80111、ISL80112、ISL80113 に関する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 ISL80111、ISL80112、ISL80113 の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 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。 16 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日 ISL80111、ISL80112、ISL80113 パッケージ寸法図 L10.3x3 10 LEAD DUAL FLAT PACKAGE (DFN) Rev 7, 10/11 3.00 5 PIN #1 INDEX AREA A B 1 5 PIN 1 INDEX AREA (4X) 3.00 2.00 8x 0.50 2 10 x 0.23 0.10 1.60 上面図 10x 0.35 底面図 (4X) 0.10 M C A B 0.415 0.200 0.23 0.35 (10 x 0.55) SEE DETAIL "X" (10x 0.23) 1.00 MAX 0.10 C BASE PLANE 2.00 0.20 C SEATING PLANE 0.08 C 側面図 (8x 0.50) C 0.20 REF 4 1.60 0.05 2.85 TYP 推奨ランドパターンの例 "X" の詳細 NOTE: 1. 寸法の単位は mm です。 ( ) 内の寸法は参考値です。 2. 寸法と公差は ASME Y14.5m-1994 に従っています。 3. 特記のない限り、公差は DECIMAL ±0.05 です。 4. タイバー ( 示されている場合 ) は非機能性です。 5. 17 1 ピンの識別子はオプションですが、 表示されている ゾーン内に配置されます。 1 ピンの識別子はモールド またはマーキングで示されます。 FN7841.1 2012 年 6 月 18 日