日本語参考資料 最新版英語データシートはこちら 1.2 A、超低ノイズ、高 PSRR RF リニア・レギュレータ ADP7156 データシート 特長 代表的なアプリケーション回路 ADP7156 VIN = 3.8V EN BYP CREG 1µF VREG CREF 1µF REF_SENSE 12937-001 GND (EPAD) 表 1. 関連デバイス Model ADP7158, ADP7159 ADP7157 ADM7150, ADM7151 ADM7154, ADM7155 ADM7160 Input Voltage 2.3 V to 5.5 V 2.3 V to 5.5 V 4.5 V to 16 V Output Current 2A 2.3 V to 5.5 V 2.2 V to 5.5 V 600 mA 1.2 A 800 mA 200 mA Fixed/ Adj1 Fixed/ Adj Fixed/ Adj Fixed/ Adj Fixed/ Adj Fixed Package 10-lead LFCSP/ 8-lead SOIC 10-lead LFCSP/ 8-lead SOIC 8-lead LFCSP/ 8-lead SOIC 8-lead LFCSP/ 8-lead SOIC 6-lead LFCSP/ 5-lead TSOT Adj は調節可能を意味します。 1k CBYP CBYP CBYP CBYP 100 = 1µF = 10µF = 100µF = 1000µF 10 1 0.1 10 12937-002 ADP7156 レギュレータの出力ノイズ(代表値)は 100 Hz ~ 100 kHz で 0.9 μV rms、ノイズ・スペクトル密度は 10 kHz ~ 1 MHz で 1.7 nV/√Hz です。ADP7156 は 10 ピン 3 mm × 3 mm LFCSP パ ッケージおよび 8 ピン SOIC パッケージを採用しているため、 非常に小型なソリューションであるだけでなく、フットプリン トが小さく低プロファイルのパッケージで 1.2 A までの出力電 流を必要とするアプリケーションに対して優れた熱性能も提供 します。 REF CBYP 1µF 図 1. 1 ADP7156 には 16 種類の標準出力電圧があります。1.2 V、1.8 V、2.0 V、2.5 V、2.8 V、3.0 V、3.3 V の電圧の製品を標準在庫 品として提供しています 。特別注文により、1.3 V、1.5 V、1.6 V、2.2 V、2.6 V、2.7 V、2.9 V、3.1 V、3.2 V の電圧の製品も提 供しています。 COUT 10µF VOUT_SENSE OFF ノイズに敏感なアプリケーションでのレギュレーション: 位相 ロックループ(PLL)、電圧制御発振器(VCO)、VCO 内蔵 PLL 通信およびインフラストラクチャ バックホール回線およびマイクロ波回線 ADP7156 は 2.3 V ~ 5.5 V で動作するリニア・レギュレータで、 最大出力電流 1.2 A を供給します。当社独自の最新アーキテク チャを採用して高い電源変動除去比と超低ノイズを実現してお り、10 µF セラミック出力コンデンサを使うだけで、優れたラ イン過渡応答と負荷過渡応答を実現します。 VOUT ON アプリケーション 概要 VOUT = 3.3V VIN CIN 10µF NOISE SPECTRAL DENSITY (nV/√Hz) 入力電圧範囲: 2.3 V ~ 5.5 V 1.2 V ~ 3.3 V の 16 種類の標準電圧が使用可能 最大負荷電流: 1.2 A 低ノイズ 100 Hz ~ 100 kHz で 0.9 µV rms の総合積分ノイズ 10 Hz ~ 100 kHz で 1.6 µV rms の総合積分ノイズ ノイズ・スペクトル密度: 10 kHz~1 MHz で 1.7 nV/√Hz 電源変動除去比(PSRR) 1 kHz ~ 100 kHz で 80 dB; 1 MHz で 60 dB VOUT = 3.3 V、 VIN = 4.0 V ドロップアウト電圧: IOUT = 1.2 A、VOUT = 3.3 V で 120 mV(代 表値) 初期精度: ILOAD = 10 mA で ±0.6 % 電源ライン、負荷、温度に対する初期精度: ±1.5 % 静止電流: 無負荷で IGND = 4.0 mA、負荷 1.2 A で 7 mA 低シャットダウン電流 :0.2 μA 10 µF セラミック出力コンデンサで安定 10 ピンの 3 mm × 3 mm LFCSP パッケージまたは 8 ピンの SOIC パッケージを採用 高精度イネーブルを装備 ADIsimPower ツールのサポート 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 2. 様々な CBYP 値でのノイズ・スペクトル密度、V OUT = 3.3 V 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、それぞれの所有 者の財産です。※日本語版資料は 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。 Rev. 0 ©2016 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 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868 ADP7156 データシート 目次 特長 ...................................................................................................... 1 アプリケーション情報 .................................................................... 14 アプリケーション .............................................................................. 1 ADIsimPower デザイン・ツール ................................................ 14 概要 ...................................................................................................... 1 コンデンサの選択 ........................................................................ 14 代表的なアプリケーション回路 ...................................................... 1 低電圧ロックアウト(UVLO) ................................................. 15 改訂履歴 .............................................................................................. 2 プログラマブルな高精度イネーブル ........................................ 16 仕様 ...................................................................................................... 3 スタートアップ時間 .................................................................... 17 入力コンデンサと出力コンデンサの推奨仕様 ........................... 4 REF、BYP、VREG の各ピン ..................................................... 17 絶対最大定格 ...................................................................................... 5 電流制限 およびサーマル・シャットダウン ........................... 17 熱データ .......................................................................................... 5 熱に対する考慮事項 .................................................................... 17 熱抵抗.............................................................................................. 5 PCB レイアウトに関する検討事項 ................................................ 20 ESD に関する注意 ......................................................................... 5 外形寸法............................................................................................ 21 ピン配置およびピン機能の説明 ...................................................... 6 オーダー・ガイド ........................................................................ 22 代表的な性能特性 .............................................................................. 7 動作原理 ............................................................................................ 13 改訂履歴 3/16—Revision 0: Initial Version Rev. 0 - 2/22 - ADP7156 データシート 仕様 特に指定がない限り、VIN = VOUT + 0.5 V または 2.3 V(いずれか大きい方); VEN = VIN; ILOAD = 10 mA; CIN = COUT = 10 µF; CREG = CREF = CBYP = 1 µF; 代表値は TA = 25 °C; 最大値/最小値は TA = −40 °C ~ +125 °C。 表 2. Parameter INPUT VOLTAGE RANGE LOAD CURRENT OPERATING SUPPLY CURRENT Symbol VIN ILOAD IGND SHUTDOWN CURRENT NOISE Output Noise IIN_SD Noise Spectral Density POWER SUPPLY REJECTION RATIO OUTNSD PSRR OUTPUT VOLTAGE ACCURACY Output Voltage 1 Initial Accuracy REGULATION Line Load 2 CURRENT-LIMIT THRESHOLD 3 REF VOUT DROPOUT VOLTAGE 4 PULL-DOWN RESISTANCE VOUT VREG REF BYP START-UP TIME 5 VOUT VREG REF THERMAL SHUTDOWN Threshold Hysteresis UNDERVOLTAGE THRESHOLDS Input Voltage Rising Falling Hysteresis Rev. 0 OUTNOISE Test Conditions/Comments ILOAD = 0 µA ILOAD = 1.2 A EN = GND VOUT = 1.2 V to 3.3 V 10 Hz to 100 kHz 100 Hz to 100 kHz 10 kHz to 1 MHz 1 kHz to 100 kHz, VIN = 4.0 V, VOUT = 3.3 V, ILOAD = 1.2 A 1 MHz, VIN = 4.0 V, VOUT = 3.3 V, ILOAD = 1.2 A 1 kHz to 100 kHz, VIN = 2.6 V, VOUT = 1.8 V, ILOAD = 1.2 A 1 MHz, VIN = 2.6 V, VOUT = 1.8 V, ILOAD = 1.2 A VOUT ILOAD = 10 mA, TA = 25°C 10 mA < ILOAD < 1.2 A, TA= 25°C 10 mA < ILOAD < 1.2 A, TA = −40°C to +125°C ∆VOUT/∆VIN ∆VOUT/∆IOUT ILIMIT Min 2.3 VIN = VOUT + 0.5 V or 2.3 V, whichever is greater to 5.5 V IOUT = 10 mA to 1.2 A 4.0 7.0 0.2 VOUT_PULL VREG_PULL VREF_PULL VBYP_PULL µV rms µV rms nV/√Hz dB 60 80 dB dB 60 dB −0.1 +0.1 %/V 0.3 %/A 2.4 80 170 mA A mV mV TJ rising 1.95 - 3/22 - 1.6 0.9 1.7 80 V % % % IOUT = 600 mA, VOUT = 3.3 V IOUT = 1.2 A, VOUT = 3.3 V EN = 0 V, VIN = 5.5 V VOUT = 1 V VREG = 1 V VREF = 1 V VBYP = 1 V VOUT = 3.3 V UVLORISE UVLOFALL UVLOHYS Unit V A mA mA µA 3.3 +0.6 +1.0 +1.5 tSTART-UP tREG_START-UP tREF_START-UP TSSD TSSD_HYS Max 5.5 1.2 8.0 12.0 4 1.2 −0.6 −1.0 −1.5 1.4 VDROPOUT Typ 22 1.8 60 120 650 31 850 650 Ω kΩ Ω Ω 1.2 0.6 0.5 ms ms ms 150 15 °C °C 2.22 2.02 200 2.29 V V mV ADP7156 データシート Parameter VREG UVLO THRESHOLDS 6 Rising Falling Hysteresis EN INPUT PRECISION EN Input Logic High Logic Low Logic Hysteresis LEAKAGE CURRENT REF_SENSE EN Symbol Test Conditions/Comments VREGUVLORISE VREGUVLOFALL VREGUVLOHYS Min Typ Max Unit 1.94 V V mV 1.31 1.22 V V mV 1.60 185 2.3 V ≤ VIN ≤ 5.5 V VEN_HIGH VEN_LOW VEN_HYS IREF_SENSE_LKG IEN_LKG 1.13 1.05 1.22 1.13 90 10 0.01 EN = VIN or GND nA µA 1 ADP7156 は 1.2 V ~ 3.3 V の範囲で 16 種類の標準電圧 1.2 V、1.3 V、1.5 V、1.6 V、1.8 V、2.0 V、2.2 V、2.5 V、2.6 V、2.7 V、2.8 V、2.9 V、3.0 V、3.1 V、3.2 V、3.3 V を提供しています。 2 10 mA と 1.2 A 負荷を使用した端点計算を使用。 3 電流制限閾値は、出力電圧が規定代表値の 90 % に低下する電流値として定義されます。例えば、3.0 V 出力電圧の電流制限値は、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。 4 ドロップアウト電圧は、入力電圧を公称出力電圧に設定したときの入力電圧―出力電圧間の電圧差として定義されます。ドロップアウト電圧は、2.3 V を 超える出力電圧に対してのみ適用されます。 5 スタートアップ時間は、VEN の立上がりエッジから VOUT、VREG または VREF が公称値の 90 % になるまでの時間として定義されます。 6 VREG UVLO 立上がり閾値を通過するまで 、出力電圧はディスエーブルされます。入力電圧 UVLO 立上がり閾値を通過するまで、VREG 出力はディスエ ーブルされます。 1 入力コンデンサと出力コンデンサの推奨仕様 表 3. Parameter MINIMUM CAPACITANCE Input 1 Regulator Output1 Bypass Reference CAPACITOR EFFECTIVE SERIES RESISTANCE (ESR) COUT, CIN CREG, CREF CBYP 1 Symbol Test Conditions/Comments TA = −40°C to +125°C CIN CREG COUT CBYP CREF Min Typ Max 10.0 1.0 10.0 1.0 1.0 Unit µF µF µF µF µF TA = −40°C to +125°C RESR RESR RESR 0.001 0.001 0.001 0.1 0.2 2.0 Ω Ω Ω 最小入力容量と最小出力容量は、動作条件の全範囲で 7.0 µF より大きい必要があります。最小容量規定値を確実に満たすようにするため、デバイス選択 時にアプリケーションの動作条件の全範囲を考慮する必要があります。X7R タイプと X5R タイプのコンデンサの使用を推奨します。Y5V コンデンサと Z5U コンデンサは、すべての低ドロップアウト・レギュレータに推奨しません。 Rev. 0 - 4/22 - ADP7156 データシート 絶対最大定格 パッケージのジャンクション―周囲間の熱抵抗(θJA)は、4 層 ボードを使ったモデリングと計算に基いています。ジャンクシ ョン―周囲間の熱抵抗は、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。最大消費電力が大きいアプリケーショ ンでは、ボードの熱設計に注意が必要です。θJA 値は、PCB 材 料、レイアウト、環境条件に依存して変化します。θJA の規定値 は、4 層の 4 インチ × 3 インチ回路ボードに基づいています。ボ ード構造については JESD51-7 と JESD51-9 を参照してくださ い。 表 4. Parameter VIN to Ground VREG to Ground VOUT to Ground VOUT_SENSE to Ground VOUT to VOUT_SENSE BYP to VOUT EN to Ground BYP to Ground REF to Ground REF_SENSE to Ground Storage Temperature Range Operational Junction Temperature Range Soldering Conditions Rating −0.3 V to +7 V −0.3 V to VIN, or +4 V (whichever is less) −0.3 V to VREG, or +4 V (whichever is less) −0.3 V to VREG, or +4 V (whichever is less) ±0.3 V ±0.3 V −0.3 V to +7 V −0.3 V to VREG, or +4 V (whichever is less) −0.3 V to VREG, or +4 V (whichever is less) −0.3 V to +4 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 格のみを指定するものであり、この仕様の動作のセクションに 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。製品を長時間絶対最大定格状態に置くと、製品の信頼性 に影響を与えることがあります。 熱データ 絶対最大定格は組み合わせてではなく、個別に適用されます。 ジャンクション温度を超えると ADP7156 は損傷を受けることが あります。周囲温度をモニタしても、TJ が規定温度範囲内にあ るとは保証できません。消費電力が大きくかつ熱抵抗が高いア プリケーションでは、最大周囲温度を下げる必要があります。 中程度の消費電力で、プリント回路ボード(PCB)の熱抵抗が 低い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 ある限り、最大周囲温度はこの最大値を超えてもかまいませ ん。デバイスのジャンクション温度(TJ)は、周囲温度 (TA)、デバイスの消費電力(PD)、パッケージのジャンクシ ョン―周囲間の熱抵抗(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)から計算します。 TJ = TA + (PD × θJA) Rev. 0 - 5/22 - 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、単位は °C/W です。パッケージの ΨJB は、4 層ボードを使ったモデリングと計算に基づいています。 JESD51-12「Guidelines for Reporting and Using Electronic 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はないと記載されています。 ΨJB は、熱抵抗(θJB)の場合のように 1 つのパスではなく、複 数のサーマル・パスを通過する電力成分を表します。したがっ て、ΨJB サーマル・パスには、パッケージ上面からの対流やパッ ケージからの放射(実際のアプリケーションで ΨJB を有効にし ている要因)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(TB)から計算 します。 TJ = TB + (PD × ΨJB) ΨJB の詳細については、JESD51-8 と JESD51-12 を参照してくだ さい。 熱抵抗 θJA、θJC、ΨJB は最悪の条件、すなわち、回路基板に表面実装パ ッケージをハンダ付けした状態で仕様規定しています。 表 5. 熱抵抗 Package Type 10-Lead LFCSP 8-Lead SOIC θJA 53.8 50.4 θJC 15.6 42.3 ΨJB 29.1 30.1 Unit °C/W °C/W ESD に関する注意 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。 ADP7156 データシート ピン配置およびピン機能の説明 BYP 4 ADP7156 TOP VIEW (Not to Scale) EN 5 9 VIN 8 VREG 7 REF 6 REF_SENSE NOTES 1. THE EXPOSED PAD IS LOCATED ON THE BOTTOM OF THE PACKAGE. THE EXPOSED PAD ENHANCES THERMAL PERFORMACE, AND IT IS ELECTRICALLY CONNECTED TO GROUND INSIDE THE PACKAGE. CONNECT THE EXPOSED PAD TO THE GROUND PLANE ON THE BOARD TO ENSURE PROPER OPERATION. VOUT 1 8 VIN VOUT_SENSE 2 ADP7156 7 VREG BYP 3 TOP VIEW (Not to Scale) 6 REF 5 REF_SENSE EN 4 NOTES 1. THE EXPOSED PAD IS LOCATED ON THE BOTTOM OF THE PACKAGE. THE EXPOSED PAD ENHANCES THERMAL PERFORMACE, AND IT IS ELECTRICALLY CONNECTED TO GROUND INSIDE THE PACKAGE. CONNECT THE EXPOSED PAD TO THE GROUND PLANE ON THE BOARD TO ENSURE PROPER OPERATION. 12937-003 VOUT_SENSE 3 12937-004 10 VIN VOUT 1 VOUT 2 図 4. 8 ピン SOIC のピン配置 図 3. 10 ピン LFCSP ピン配置 表 6. ピン機能の説明 LFCSP 1, 2 Pin No. SOIC 1 Mnemonic VOUT Description レギュレーションされた出力電圧。10 µF 以上のコンデンサで VOUT をグラウンドへバイパスしま す。 3 2 VOUT_SENSE 出力検出。VOUT_SENSE は、内部で 10 Ω 抵抗を介して VOUT に接続されています。VOUT_SENSE は負荷のできるだけ近くに接続します。 4 3 BYP 低ノイズ・バイパス・コンデンサ。ノイズを減らすため、BYP ピンとグラウンドの間に 1 µF のコン デンサを接続します。このピンには負荷を接続しないでください。 5 4 EN イネーブル。EN をハイ・レベルにするとレギュレータがオンし、ロー・レベルにするとレギュレー タがオフします。自動スタートアップの場合は、EN を VIN に接続します。 6 5 REF_SENSE リファレンス検出。REF_SENSE は REF ピンに接続します。REF_SENSE を VOUT または GND へ接 続しないでください。 7 6 REF 低ノイズ・リファレンス電圧出力。1 µF 以上のコンデンサで REF をグラウンドへバイパスします。 固定出力電圧の場合は、REF_SENSE を REF に短絡します。このピンには負荷を接続しないでくださ い。 8 7 VREG 低ドロップアウト(LDO)アンプに対する安定化入力電源電圧。1 µF 以上のコンデンサで VREG を グラウンドへバイパスします。 9, 10 8 VIN 安定化入力電源電圧。10 µF 以上のコンデンサで VIN をグラウンドへバイパスします。 EP エクスポーズド・パッド。エクスポーズド・パッドはパッケージ底面にあります。エクスポーズド・ パッドは熱性能を強化し、パッケージ内部でグラウンドに電気的に接続されています。エクスポーズ ド・パッドは回路ボードのグラウンド・プレーンへ接続し、正常動作を保証します。 Rev. 0 - 6/22 - ADP7156 データシート 代表的な性能特性 特に指定のない限り、VIN = VOUT + 0.5 V または 2.3 V(いずれか大きい方)、VEN = VIN; ILOAD = 10 mA; CIN = COUT = 10 µF; CREG = CREF = CBYP = 1 µF; TA = 25 °C。 3.35 2.3V 2.5V 3.0V 4.0V 5.0V 5.5V 0.9 0.8 0.7 3.34 3.32 VOUT (V) IIN_SD (µA) 0.6 0.5 3.30 3.29 0.3 3.28 0.2 3.27 0.1 3.26 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 3.25 3.8 12937-005 –20 図 5. 様々な入力電圧(VIN)でのシャットダウン電流(IIN_SD)の 温度特性、VOUT = 1.8 V = 0mA = 10mA = 100mA = 600mA = 1200mA 3.31 0.4 0 –40 ILOAD ILOAD ILOAD ILOAD ILOAD 3.33 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 12937-008 1.0 5.6 VIN (V) 図 8. 様々な負荷での出力電圧(VOUT)対入力電圧(VIN)、 VOUT = 3.3 V 14 3.35 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 3.34 3.33 3.32 13 12 11 10 9 IGND (mA) 3.30 3.29 8 7 6 5 3.28 4 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 3 3.27 2 3.26 1 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 0 –40 12937-006 3.25 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (°C) 12937-009 VOUT (V) 3.31 図 9. 様々な負荷でのグラウンド電流(IGND)対温度、 VOUT = 3.3 V 図 6. 様々な負荷での出力電圧(VOUT)の温度特性、VOUT = 3.3 V 14 3.35 13 3.34 12 3.33 11 3.32 10 IGND (mA) VOUT (V) 9 3.31 3.30 3.29 8 7 6 5 3.28 4 3.27 3 2 3.26 1m 10m 100m 1 10 ILOAD (A) 図 7. 出力電圧(VOUT)対負荷電流(ILOAD)、VOUT = 3.3 V Rev. 0 - 7/22 - 0 0.1m 1m 10m 100m 1 10 ILOAD (A) 図 10. グラウンド電流(IGND)対負荷電流(ILOAD)、 VOUT = 3.3 V 12937-010 1 12937-007 3.25 0.1m ADP7156 データシート 14 14 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 13 12 11 10 13 12 11 10 9 8 7 6 8 7 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 0 3.1 12937-011 0 3.8 5.6 VIN (V) ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 3.2 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 VIN (V) 図 14. 様々な負荷でのグラウンド電流(IGND)対 入力電圧(VIN)、ドロップアウト時、VOUT = 3.3 V 図 11. 様々な負荷でのグラウンド電流(IGND)対 入力電圧(VIN)、VOUT = 3.3 V 0.16 1.85 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 1.84 0.14 1.83 0.12 1.82 0.10 VOUT (V) VDROPOUT (V) 3.3 12937-014 IGND (mA) IGND (mA) 9 0.08 1.81 1.80 1.79 0.06 1.78 0.04 1.77 0.02 100 1 10 ILOAD (A) 1.75 –40 12937-012 0 10m –20 0 20 40 60 80 100 120 140 TEMPERATURE (ºC) 12937-015 1.76 図 15. 様々な負荷での出力電圧(VOUT)の温度特性、 VOUT = 1.8 V 図 12. ドロップアウト電圧(VDROPOUT)対負荷電流(ILOAD)、 VOUT = 3.3 V 1.85 3.40 1.84 3.35 1.83 3.30 1.82 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 3.20 3.15 VOUT (V) VOUT (V) 3.25 1.81 1.80 1.79 1.78 3.10 1.77 3.05 3.2 3.3 3.4 3.5 VIN (V) 3.6 3.7 3.8 図 13. 様々な負荷での出力電圧(VOUT)対入力電圧(VIN)、 ドロップアウト時、VOUT = 3.3 V Rev. 0 - 8/22 - 1.75 0.1m 1m 10m 100m 1 10 ILOAD (A) 図 16. 出力電圧(VOUT)対負荷電流(ILOAD)、VOUT = 1.8 V 12937-016 3.1 12937-013 3.00 3.0 1.76 ADP7156 データシート 1.85 14 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 1.84 1.83 1.82 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 13 12 11 10 IGND (mA) VOUT (V) 9 1.81 1.80 1.79 8 7 6 5 1.78 4 1.77 3 2 1.76 2.7 3.1 3.5 3.9 VIN (V) 4.3 4.7 5.1 5.5 0 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8 4.1 4.4 4.7 5 5.3 5.6 VIN (V) 図 17. 様々な負荷での出力電圧(VOUT)対入力電圧(VIN)、 VOUT = 1.8 V 12937-020 1 12937-017 1.75 2.3 図 20. 様々な 負荷でのグラウンド 電流(IGND)対 入力電圧(VIN)、VOUT = 1.8 V 14 0 13 ILOAD ILOAD ILOAD ILOAD –10 12 –20 11 10 = 10mA = 100mA = 600mA = 1200mA –30 PSRR (dB) 8 7 6 5 4 1 0 –40 –20 0 20 40 60 80 100 120 –60 –80 –90 140 TEMPERATURE (ºC) –100 12937-018 2 –50 –70 ILOAD = 0mA ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 3 –40 図 18. 様々な負荷でのグラウンド電流(IGND)の温度特性、 VOUT = 1.8 V 1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 12937-021 IGND (mA) 9 図 21. 様々な負荷での電源変動除去比(PSRR)の周波数特性、 VOUT = 3.3 V、VIN = 4.0 V 14 0 13 –10 12 11 –20 10 PSRR (dB) 7 6 5 4 –50 –60 –70 3 –80 2 –90 1m 10m 100m ILOAD (A) 1 10 12937-019 1 図 19. グラウンド 電流(IGND)対負荷電流(ILOAD)、VOUT = 1.8 V Rev. 0 –40 - 9/22 - –100 1 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 10M 12937-022 IGND (mA) 8 0 0.1m 900mV 800mV 700mV 600mV 500mV –30 9 図 22. 様々なヘッドルーム電圧での電源変動除去比(PSRR)の 周波数特性、VOUT = 3.3 V、1.2 A 負荷 ADP7156 データシート 0 0 10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz –20 –30 –20 –30 –40 PSRR (dB) –50 –60 –50 –60 –70 –70 –80 –80 –90 –90 0.7 0.8 0.9 HEADROOM VOLTAGE (V) –100 0.5 12937-023 0.6 0.9 0 ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA –20 –10 –30 –40 –40 PSRR (dB) –30 –50 –60 –60 –70 –80 –80 –90 –100 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 12937-024 –90 –100 10 1 –10 1.8 –20 1.6 OUTPUT NOISE (µV rms) 2.0 –40 –50 –60 –70 1.0 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 10M 12937-025 1k 図 25. 様々なヘッドルーム電圧での電源変動除去比(PSRR)の 周波数特性、VOUT = 1.8 V、1.2 A 負荷 - 10/22 - 1M 10M 10Hz TO 100kHz 100Hz TO 100kHz 0.6 0.2 100 100k 0.8 0.4 10 10k 1.2 –90 1 1k 1.4 –80 –100 100 図 27. 様々な CBYP 値での電源変動除去比(PSRR)の 周波数特性、V OUT = 3.3 V、VIN = 4.0 V、1.2 A 負荷 0 900mV 800mV 700mV 600mV 500mV 10 FREQUENCY (Hz) 図 24. 様々な負荷での電源変動除去比(PSRR)の周波数特性、 VOUT = 1.8 V、VIN = 2.6 V –30 = 1µF = 10µF = 100µF = 1000µF –50 –70 1 CBYP CBYP CBYP CBYP –20 12937-027 –10 PSRR (dB) 0.8 図 26. 様々な周波数での電源変動除去比(PSRR)対 ヘッドルーム電圧、VOUT = 1.8 V、1.2 A 負荷 0 PSRR (dB) 0.7 HEADROOM VOLTAGE (V) 図 23. 様々な周波数での電源変動除去比(PSRR)対 ヘッドルーム電圧、VOUT = 3.3 V、1.2 A 負荷 Rev. 0 0.6 0 10m 100m 1 LOAD CURRENT (A) 図 28. RMS 出力ノイズ対負荷電流 10 12937-028 PSRR (dB) –40 –100 0.5 10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHz 1MHz 10MHz –10 12937-026 –10 ADP7156 データシート 2.0 1k ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA OUTPUT NOISE (µV rms) 1.6 NOISE SPECTRAL DENSITY (nV/√Hz) 1.8 10Hz TO 100kHz 1.4 1.2 1.0 100Hz TO 100kHz 0.8 0.6 0.4 100 10 1 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 0.1 10 100 10M T = 1µF = 10µF = 100µF = 1000µF SLEW RATE = 2.5A/µs IOUT 1 10 VOUT 2 0.1 10 100 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 30. 様々な CBYP 値でのノイズ・スペクトル密度の周波数特性 CH1 500mA BW CH2 5.0mV M4.00µs A CH1 T 21.10% 700mA T ILOAD = 10mA ILOAD = 100mA ILOAD = 600mA ILOAD = 1200mA 10k SLEW RATE = 1.5A/µs IOUT 1k 1 100 10 2 VOUT 0.1 0.1 1 10 100 1k 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 図 31. 様々な負荷での出力ノイズ・スペクトル密度の 周波数特性、0.1 Hz ~ 1 MHz CH1 500mA BW CH2 5mV B W M4.00µs A CH1 T 22.60% 690mA 12937-036 1 12937-033 OUTPUT NOISE SPECTRAL DENSITY (nV/√Hz) W 図 33. 負荷過渡応答、ILOAD = 100 mA ~ 1.2 A、VOUT = 3.3 V、 VIN = 4.0 V、チャンネル 1 = IOUT、チャンネル 2 = VOUT 100k Rev. 0 B 12937-035 1 12937-032 NOISE SPECTRAL DENSITY (nV/√Hz) 1M 図 32. 様々な負荷での出力ノイズ・スペクトル密度の 周波数特性、10 Hz ~ 10 MHz 1k 100 100k 10k FREQUENCY (Hz) 図 29. RMS 出力ノイズ対出力電圧 CBYP CBYP CBYP CBYP 1k 12937-034 0 1.0 12937-029 0.2 図 34. 負荷過渡応答、ILOAD = 100 mA ~ 1.2 A、VOUT = 3.3 V、 VIN = 4.0 V、COUT = 22 µF、チャンネル 1 = IOUT、 チャンネル 2 = VOUT - 11/22 - ADP7156 データシート T T SLEW RATE = 2.5A/µs SLEW RATE = 1V/µs VIN IOUT 1 VOUT 2 VOUT 2 B W M4.00µs A CH1 T 21.30% 740mA 図 35. 負荷過渡応答、ILOAD = 100 mA ~ 1.2 A、 VOUT = 1.8 V、VIN = 2.5 V、チャンネル 1 = IOUT、 チャンネル 2 = VOUT CH1 1.0V BW CH2 2.0mV B W M10.0µs A CH1 T 21.80% 12937-040 CH1 500mA BW CH2 5mV 12937-037 1 3.00V 図 38. ライン過渡応答、1 V 入力ステップ、ILOAD = 1.2 A、 VOUT = 1.8 V、VIN = 2.5 V、チャンネル 1 = VIN、 チャンネル 2 = VOUT 3.5 T SLEW RATE = 2.4A/µs 3.0 2.5 IOUT VOUT (V) 1 2.0 1.5 VOUT 2 VEN 3.3V 2.5V 1.8V 1.0 B W M4.00µs A CH1 T 20.70% 740mA 0 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TIME (ms) 図 36. 負荷過渡応答、ILOAD = 100 mA ~ 1.2 A、 VOUT = 1.8 V、VIN = 2.5 V、COUT = 22 µF、チャンネル 1 = IOUT、 チャンネル 2 = VOUT 12937-041 CH1 500mA BW CH2 5mV 12937-038 0.5 図 39. 様々な出力電圧での、VEN の立上がりからの VOUT スタートアップ時間、V IN = 5 V、CBYP = 1 μF 3.5 T SLEW RATE = 1V/µs 3.0 VIN VEN 1µF 4.7µF 10µF VOUT (V) 2.5 VOUT 2.0 1.5 2 1.0 1 CH2 5mV B W M10.0µs A CH1 T 21.10% 4.34mA 0 –2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 TIME (ms) 図 37. ライン過渡応答、1 V 入力ステップ、ILOAD = 1.2 A、 VOUT = 3.3 V、VIN = 3.8 V、チャンネル 1 = VIN、 チャンネル 2 = VOUT Rev. 0 - 12/22 - 図 40. 様々な CBYP 値での V OUT スタートアップ時間動作、 V OUT = 3.3 V 12937-042 CH1 1.0V BW 12937-039 0.5 データシート ADP7156 動作原理 ADP7156 は、無線周波(RF)アプリケーションを対象とした、 超低ノイズで高 PSRR のリニア・レギュレータです。入力電圧 範囲は 2.3 V ~ 5.5 V で、1.2 A までの負荷電流を供給すること ができます。シャットダウン消費電流は室温で 0.2 µA(代表 値)です。 のゲート電圧が高くなるので、通過する電流が減り、出力電圧 が低下します。 ADP7156 はリファレンス電圧のフィルタリングを強化すること により、10 kHz ~ 1 MHz で 1.7 nV/√Hz(代表値)の出力ノイ ズ・スペクトル密度を達成できます。エラーアンプは常にユニ ティ・ゲインであるため、出力ノイズは出力電圧に依存しませ ん。 ADP7156 は 10 µF のセラミック・コンデンサで使用するように 最適化されており、過渡性能が優れています。 VREG ADP7156 は EN ピンを使って、通常の動作状態で VOUT ピンを イネーブル/ディスエーブルします。EN がハイ・レベルのとき VOUT がオンし、EN がロー・レベルのとき VOUT がオフしま す。自動スタートアップの場合は、EN を VIN へ接続します。 VOUT VIN INTERNAL REGULATOR CURRENT-LIMIT, THERMAL PROTECT VOUT_SENSE GND (EPAD) VIN BYP 7V REFERENCE OTA VREG 4V REF REF_SENSE EN REF 4V VOUT 4V 図 41. 簡略化した内部ブロック図 VOUT_SENSE ADP7156 はリファレンス電圧、エラーアンプ、P チャンネル MOSFET パス・トランジスタで構成されています。出力電流 は、エラーアンプによって制御される PMOS パス・デバイスを 経由して供給されます。エラー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て、その差を増幅します。帰還電圧 がリファレンス電圧より低いと、PMOS デバイスのゲート電圧 が低くなるので、通過する電流が増え、出力電圧が上昇しま す。帰還電圧がリファレンス電圧より高いと、PMOS デバイス Rev. 0 4V BYP - 13/22 - EN 7V 4V 4V 4V 4V 4V 4V 7V GND (EPAD) 12937-044 SHUTDOWN 12937-043 REF_SENSE 図 42. 簡略化した ESD 保護のブロック図 ESD 保護デバイスは、ブロック図ではツェナー・ダイオードと して示してあります(図 42 参照)。 ADP7156 データシート アプリケーション情報 ADISIMPOWER デザイン・ツール 入力コンデンサと VREG コンデンサ ADP7156 には ADIsimPower™ デザイン・ツール・セットを使用 できます。ADIsimPower は、特定の設計目標に対して最適化さ れた電源デザインを生成するツールのコレクションです。これ らのツールを使用すると、わずか数分で必要なすべての回路図 と部品表を作成し、性能を計算することができます。 ADIsimPower は、IC と実際の外付け部品の動作条件や制限事項 を考慮しながら、コスト、面積、効率、デバイス数についてデ ザインを最適化することができます。詳細と ADIsimPower デ ザイン・ツールの取得については、www.analog.com/ ADIsimPower をご覧ください。 VIN ピンとグラウンドの間に 10 µF のコンデンサを接続する と、特に入力パターンが長いかソース・インピーダンスが高い 場合、PCB レイアウトに対する回路の感受性を小さくすること ができます。 コンデンサの選択 積層セラミック・コンデンサ(MLCC)はサイズが小さく、 ESR と ESL が低く、動作温度範囲が広いので、バイパス・コン デンサに最適です。ただし、欠点はあります。誘電体材料によ っては、温度、DC バイアス、AC 信号レベルの変化に対して容 量が大幅に変化します。そのため、適切なコンデンサを選択す ると、最適な回路性能が得られます。 出力コンデンサ REF コンデンサ REF コンデンサ CREF は、リファレンス・アンプを安定させるた めに必要です。REF とグラウンドの間に 1 µF 以上の出力コンデ ンサを接続してください。 BYP コンデンサ BYP コンデンサ CBYP は、リファレンス・バッファをフィルタす るために必要で、通常、 1 µF のコンデンサを BYP とグラウン ドの間に接続します。最小 0.1 µF のコンデンサを使用できま す。ただし、LDO の出力ノイズ電圧が大きくなります。 さらに、BYP コンデンサ値を大きくして、1 kHz 以下のノイズ を小さくすることができますが、LDO レギュレータのスタート アップ時間が長くなります。CBYP の値を非常に大きくすると、 10 Hz 以下のノイズが大幅に減少します。固体タンタル・コン デンサはマイクロフォン・ノイズの問題の影響を受けにくいの で、約 33 µF を超えるコンデンサにはタンタル・コンデンサを 推奨します。高い周波数で優れたノイズ性能を維持するには、1 μF のセラミック・コンデンサを大きなタンタル・コンデンサに 並列接続することを推奨します。 2.0 1.8 1.6 OUTPUT NOISE (µV rms) ADP7156 はセラミック・コンデンサで動作するように設計され ていますが、ESR 値に注意すれば一般に使用されているほとん どのコンデンサで動作します。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。ADP7156 の安定性のた めには、ESR が 0.1 Ω 以下の最小 10 µF のコンデンサの使用を 推奨します。出力容量は負荷電流の変化に対する過渡応答にも 影響を与えます。大きな値の出力容量を使用すると、負荷電流 の大きな変化に対する ADP7156 の過渡応答を改善することがで きます。10 µF の出力容量に対する過渡応答を図 43 に示しま す。 安定性と PSRR 性能をできるだけ高く保つために、VREG とグ ラウンドとの間に 1 µF 以上のコンデンサを接続してください。 T SLEW RATE = 2.5A/µs IOUT 1 10Hz TO 100kHz 1.4 1.2 1.0 100Hz TO 100kHz 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 10 100 1000 CH1 1.0V BW CH2 2.0mV B W M4.0µs A CH1 T 21.10% 700mV 12937-045 CBYP (µF) 図 43. 出力過渡応答 VOUT = 3.3 V、COUT = 10 µF、 チャンネル 1 = 負荷電流、チャンネル 2 = VOUT Rev. 0 - 14/22 - 図 44. RMS 出力ノイズ対バイパス・コンデンサ(CBYP) 12937-046 2 VOUT ADP7156 データシート CBYP CBYP CBYP CBYP 温度、部品許容誤差、電圧に対するコンデンサの変動を考慮し た、ワーストケース容量を求めるには、式 1 を使います。 = 1µF = 10µF = 100µF = 1000µF CEFF = CBIAS × (1 − tempco) × (1 − TOL) 100 (1) ここで、 CEFF はワーストケースの容量、 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許容誤差です。 10 この例では、−40 °C ~ +85 °C でのワーストケース温度係数 (tempco)を、X5R 誘電体では 15 % と仮定しています。図 46 に示すように、コンデンサの許容誤差(TOL)は 10 %、かつ 5 V で CBIAS = 9.72 µF と仮定しています。 0.1 10 100 1k 100k 10k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 図 45. 様々な CBYP 値でのノイズ・スペクトル密度の周波数特性 コンデンサの特性 最小容量と最大 ESR の条件を満たす限り、任意の高品質セラミ ック・コンデンサを ADP7156 に使うことができます。セラミッ ク・コンデンサはさまざまな誘電体を使用して作られており、 温度や印加電圧に対する動作がそれぞれ異なります。必要な温 度範囲と DC バイアス条件に対して最小容量を保証できるよう な、適切な誘電体が使われているコンデンサを選ぶ必要があり ます。電圧定格が 6.3 V ~ 50 V で、 X5R または X7R の誘電体 のものを推奨します。Y5V と Z5U の誘電体のものは温度特性と DC バイアス特性が十分でないため推奨しません。 DC 電圧バイアスに対する、1206、10 µF、10 V の X5R コンデ ンサの容量の変化を図 46 に示します。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の影響を大きく受けます。 一般に、コンデンサのパッケージが大きいほど、または電圧定 格が大きいほど、優れた安定性を示します。X5R 誘電体の温度 変動は、−40 °C ~ +85 °C の温度範囲で約 ±15 % であり、パッ ケージ・サイズまたは電圧定格によって変化することはありま せん。 12 これらの値を式 1 に代入すると次のようになります。 CEFF = 9.72 µF × (1 − 0.15) × (1 − 0.1) = 7.44 µF したがって、この例で選択したコンデンサは、選択した出力電 圧で、温度と許容誤差に対する LDO の最小容量条件を満たしま す。 ADP7156 の性能を保証するには、DC バイアス、温度、許容誤 差がコンデンサの動作におよぼす影響をアプリケーションごと に評価することが不可欠です。 低電圧ロックアウト(UVLO) ADP7156 は入力電圧がレギュレータの最小入力電圧定格を下回 るとき出力電圧をディスエーブルする UVLO 回路も内蔵してい ます。上側と下側の閾値は、200 mV(代表値)のヒステリシス を持つように内部で固定されています。 2.5 +125°C +25°C –40°C 2.0 VOUT (V) 1 12937-047 NOISE SPECTRAL DENSITY (nV/√Hz) 1k 1.5 1.0 10 8 0 1.9 6 2.1 2.2 2.3 VIN (V) 図 47. 様々な温度での代表的な UVLO 動作、VOUT = 3.3 V 4 UVLO 機能の代表的な動作を図 47 に示します。このヒステリシ スは、入力電圧が閾値を通過するときノイズによって発生する ことがあるオン/オフ発振を防止します。 0 0 2 4 6 DC BIAS VOLTAGE (V) 8 10 12937-048 2 図 46. 容量対 DC バイアス電圧 Rev. 0 2.0 12937-049 CAPACITANCE (µF) 0.5 - 15/22 - ADP7156 データシート 1.250 ADP7156 では EN ピンを使って、通常の動作状態で VOUT ピン をイネーブル/ディスエーブルします。図 48 に示すように、 EN の電圧が上昇して 1.22 V(公称値)の上側閾値を上回ると、 VOUT がオンします。EN の電圧が下降して 1.13 V(公称値)の 下側閾値を下回ると、VOUT がオフします。EN 閾値のヒステリ シスは 90 mV(代表値)です。 ADP7156 は、VOUT、VREG、REF、BYP の各ピンに放電抵抗 を内蔵しています。デバイスがディスエーブルされると、これ らの抵抗がオンし、対応するコンデンサを瞬時に放電するのに 役立ちます。 EN PRECISION THRESHOLD (V) プログラマブルな高精度イネーブル 1.225 EN RISING 1.200 1.175 1.150 EN FALLING 1.125 2.5 3.0 5.0 5.5 上側と下側の閾値は、2 本の抵抗を使って公称 1.22 V の閾値よ り高く設定することができます。抵抗値 REN1 と REN2 は次式によ って求めます。 REN1 = REN2 × (VEN − 1.22 V)/1.22 V 1.0 ここで、 REN2 の範囲は一般に 10 kΩ ~ 100 kΩ。 VEN は所望のオン電圧。 0 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 EN PIN VOLTAGE (V) 1.25 1.30 12937-050 0.5 ヒステリシス電圧は次の倍率で大きくなります。 (REN1 + REN2)/REN1 図 51 に示す例では、EN 閾値は 2.44 V で、ヒステリシスは 200 mV です。 図 48. EN ピン動作に対する代表的な VOUT 応答 3.5 VIN = 3.8V 3.0 VEN VOUT REN1 ON 100kΩ 2.5 VOUT (V) 4.5 図 50. EN 高精度閾値(代表値)対入力電圧(VIN) 1.5 OFF 2.0 1.5 REN2 100kΩ CIN 10µF 0.5 ADP7156 VIN VOUT CBYP 1µF VOUT = 3.3V VOUT_SENSE EN CREG 1µF 1.0 REF BYP REF_SENSE COUT 10µF CREF 1µF VREG GND (EPAD) –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TIME (ms) 12937-051 図 51. EN ピンの代表的な分圧器 図 49. EN ピン動作(VEN)に対する代表的な VOUT 応答、 V OUT = 3.3 V、VIN = 5 V、CBYP = 1 µF Rev. 0 4.0 INPUT VOLTAGE (V) 2.0 0 3.5 12937-053 VOUT (V) 1.100 2.5 –40°C –5°C 25°C 85°C 125°C 3.0 12937-052 3.5 - 16/22 - EN ピンの代表的な分圧器構成を図 51 に示します。このヒステ リシスは、EN ピンが閾値を通過するときに EN のノイズにより 発生するおそれのあるオン/オフ発振を防止します。 ADP7156 データシート スタートアップ時間 電流制限 およびサーマル・シャットダウン ADP7156 は内部ソフトスタート機能を使って、出力をイネーブ ルしたときの突入電流を制限します。3.3 V 出力でのスタートア ップ時間は、EN のアクティブ閾値を通過してから出力が最終値 の 90 % に達するまでの約 1.2 ms です。 ADP7156 は過電流保護回路と熱過負荷保護回路により、過大な 消費電力による損傷から保護されています。ADP7156 は、出力 負荷が 1.8 A(代表値)に達すると電流を制限するように設計さ れています。出力負荷が 1.8 A を超えると、出力電圧を下げて 一定の電流限界値を維持します。 出力電圧の秒で表した立上がり時間(10 % から 90 %)は、お よそ次のようになります。 0.0012 × CBYP ここで、CBYP の単位は μF。 3.5 3.0 VEN 1µF 4.7µF 10µF VOUT (V) 2.5 電流制限保護とサーマル・シャットダウンは、偶発的な過負荷 状態に対してデバイスを保護することを目的としています。例 えば、VOUT とグラウンドの間の短絡や、極めて長いソフト・ スタート・タイマーは、電流制限とサーマル・シャットダウン の間で熱的発振を引き起こします。 2.0 1.5 1.0 熱に対する考慮事項 12937-054 0.5 0 –2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 入力―出力間の電圧差が低いアプリケーションでは、ADP7156 の発熱は大きくなりませんが、周囲温度が高く、入力電圧が高 いアプリケーションでは、パッケージの発熱が大きくなって、 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。 20 TIME (ms) 図 52. 代表的なスタートアップ動作、CBYP = 1 µF ~ 10 µF 3.5 チップのジャンクション温度は、式 2 に示すように、周囲温度 と電力消費によるパッケージの温度上昇の和です。高信頼性動 作を保証するためには、ADP7156 のジャンクション温度が 125 °C を超えてはなりません。ジャンクション温度をこの最大 値より低く抑えるには、ジャンクション温度の変化に影響を与 えるパラメータを知っておく必要があります。これらのパラメ ータには周囲温度、パワー・デバイスの消費電力、ジャンクシ ョン―周囲間の熱抵抗(θJA)があります。θJA 値は、パッケージ 組み立て材料とパッケージのエクスポーズド・パッド(グラウ ンド)を PCB へハンダ付けする部分に使用する銅の量に依存し ます。 3.0 2.0 1.5 VEN 10µF 47µF 100µF 1.0 0.5 0 20 40 60 80 TIME (ms) 100 120 140 160 12937-055 VOUT (V) 2.5 0 –20 図 53. 代表的なスタートアップ動作、CBYP = 10 µF ~ 100 µF REF、BYP、VREG の各ピン REF、BYP、VREG の各ピンには、内部で電圧(VREF、VBYP、 VREG)が生成されます。これらには、正しく動作するために外 付けバイパス・コンデンサが必要です。いかなる場合にもこれ らのピンに負荷を接続しないでください。接続した場合、 ADP7156 のノイズと PSRR の性能が損われます。CBYP、CREF、 CREG の値を大きくしてもかまいませんが、スタートアップ時間 が長くなります (スタートアップ時間のセクションを参照)。 Rev. 0 ADP7156 のジャンクション温度が 150 °C を上回ると、サーマ ル・シャットダウン回路により出力電圧がオフし、出力電流が ゼロに減少します。ジャンクション温度が極端に高くなる要因 は、大電流動作、回路ボードの設計不備、高い周囲温度などで す。15 °C のヒステリシスが含まれているため、サーマル・シャ ットダウン後にチップ温度が 135 °C を下回るまで、ADP7156 は 通常動作に復帰しません。デバイスがサーマル・シャットダウ ンから復帰すると、ソフトスタートが開始され、突入電流を小 さく抑えます。 - 17/22 - ADP7156 データシート 80 60 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 40 20 0 0 デバイスは最小サイズのピン・パターンにハンダ付け。 表 8. ΨJB 値(代表値) Package 10-Lead LFCSP 8-Lead SOIC 140 次式から ADP7156 のジャンクション温度(TJ)を計算します。 TJ = TA + (PD × θJA) (2) ここで、 TA は周囲温度。 PD はチップの消費電力で、次式で与えられます。 PD = ((VIN − VOUT) × ILOAD) + (VIN × IGND) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 図 54. 10 ピン LFCSP のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 25 °C ΨJB (°C/W) 29.1 30.1 (3) ここで、 VIN と VOUT は、それぞれ入力電圧と出力電圧。 ILOAD は負荷電流。 IGND はグラウンド電流。 JUNCTION TEMPERATURE (°C) 1 120 100 80 60 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 40 20 TJ = TA + (((VIN − VOUT) × ILOAD) × θJA) (4) 式 4 に示すように、与えられた周囲温度、入力と出力間の電圧 差、および連続負荷電流に対して、ジャンクション温度が 125 °C を超えないようにするため、PCB に対する最小銅サイズ の要件が存在します。 ADP7156 のピンとエクスポーズド・パッドがハンダ付けされる 場所の銅の量を増やすとパッケージからの放熱を改善すること ができます。パッケージの下にサーマル・プレーンを追加して も、熱性能が向上します。ただし、表 7 に示すように、結局は 効果の減少点に到達して、それ以上銅面積を増やしてもジャン クション―周囲間の熱抵抗はわずかしか減少しません。 様々な周囲温度、消費電力、PCB の銅面積に対するジャンクシ ョン温度の計算結果を図 54 ~ 図 59 に示します。 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 図 55. 10 ピン LFCSP のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 50 °C 130 125 JUNCTION TEMPERATURE (°C) グラウンド電流による消費電力は小さいため無視できます。こ のため、ジャンクション温度の式は次のように簡単になりま す。 12937-057 Copper Size (mm ) 251 100 500 1000 6400 θJA (°C/W) 10-Lead LFCSP 8-Lead SOIC 130.2 123.8 93.0 90.4 65.8 66.0 55.6 56.6 44.1 45.5 100 120 115 110 105 100 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 95 90 85 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 0.9 1.0 12937-058 2 120 12937-056 表 7. θJA 値(代表値) 140 JUNCTION TEMPERATURE (°C) PCB の銅サイズに対する 8 ピン SOIC パッケージと 10 ピン LFCSP パッケージの θ JA 値(代表値)を表 7 に示し、8 ピン SOIC パッケージと 10 ピン LFCSP パッケージの ΨJB(代表値) を表 8 に示します。 図 56. 10 ピン LFCSP のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 85 °C Rev. 0 - 18/22 - ADP7156 データシート 140 サーマル・キャラクタライゼーション・パラメータ (ΨJB) 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推定 します(図 60 と図 61 参照)。次式を使って、評価用ボードの 温度(TB)と消費電力(PD)から最大ジャンクション温度 (TJ)を計算します。 100 80 60 TJ = TB + (PD × ΨJB) 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 20 140 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 2.0 2.2 2.4 図 57. 8 ピン SOIC のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 25 °C 130 120 110 100 120 100 80 TB = 85°C TB = 65°C TB = 50°C TB = 25°C TJ MAX 60 40 20 90 0 80 0 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 70 60 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 12937-062 JUNCTION TEMPERATURE (°C) (5) ΨJB の代表値は、10 ピン LFCSP パッケージの場合 29.1 °C/W、8 ピン SOIC パッケージの場合 30.1 °C/W です。 12937-059 40 JUNCTION TEMPERATURE (°C) JUNCTION TEMPERATURE (°C) 120 図 60. 10 ピン LFCSP のジャンクション温度対総合消費電力 140 50 0.2 0.8 1.0 1.2 1.4 0.4 0.6 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 1.6 1.8 図 58. 8 ピン SOIC のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 50 °C 130 120 115 100 80 TB = 85°C TB = 65°C TB = 50°C TB = 25°C TJ MAX 60 40 20 110 0 105 0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 100 6400mm 2 500mm 2 25mm 2 TJ MAX 95 90 図 61. 8 ピン SOIC のジャンクション温度対総合消費電力 80 0 0.1 0.2 0.7 0.8 0.3 0.4 0.5 0.6 TOTAL POWER DISSIPATION (W) 0.9 1.0 12937-061 85 図 59. 8 ピン SOIC のジャンクション温度対総合消費電力、 TA = 85 °C Rev. 0 0.5 - 19/22 - 12937-063 JUNCTION TEMPERATURE (°C) 125 JUNCTION TEMPERATURE (°C) 0 12937-060 120 40 ADP7156 データシート PCB レイアウトに関する検討事項 12937-065 入力コンデンサは VIN ピンとグラウンドの間にできるだけ近づ けて配置します。出力コンデンサは VOUT ピンとグラウンドの 間にできるだけ近づけて配置します。VREG、VREF、VBYP のため のバイパス・コンデンサ(CREG、CREF、CBYP)は、それぞれのピ ン(VREG、REF、BYP)とグラウンドの近くに配置します。 0805、0603、および 0402 のサイズのコンデンサを使うと、面積 が制限されているボード上で最小のフットプリントのソリュー ションを実現できます。エクスポーズド・パッドのグラウン ド・メタルの量を最大にし、部品側にできるだけ多くのビアを 使って放熱性を良くします。 12937-064 図 63. 8 ピン SOIC の PCB レイアウト例 図 62. 10 ピン LFCSP の PCB レイアウト例 Rev. 0 - 20/22 - ADP7156 データシート 外形寸法 2.48 2.38 2.23 3.10 3.00 SQ 2.90 0.50 BSC 10 6 PIN 1 INDEX AREA 1.74 1.64 1.49 EXPOSED PAD 0.50 0.40 0.30 1 5 SEATING PLANE 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.30 0.25 0.20 FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 02-05-2013-C 0.80 0.75 0.70 0.20 MIN PIN 1 INDICATOR (R 0.15) BOTTOM VIEW TOP VIEW 0.20 REF 図 64. 10 ピン・リードフレーム・チップスケール・パッケージ[LFCSP] 3 mm × 3 mm ボディ、0.75 mm パッケージ高 (CP-10-9) 寸法: mm 5.00 4.90 4.80 2.29 0.356 5 1 4 6.20 6.00 5.80 4.00 3.90 3.80 2.29 0.457 FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. BOTTOM VIEW 1.27 BSC 3.81 REF TOP VIEW 1.65 1.25 1.75 1.35 SEATING PLANE 0.51 0.31 0.50 0.25 0.10 MAX 0.05 NOM COPLANARITY 0.10 8° 0° 45° 0.25 0.17 1.04 REF COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-A A 1.27 0.40 06-02-2011-B 8 図 65. 8 ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ、エクスポーズド・パッド付き[SOIC_N_EP] ナロー・ボディ (RD-8-1) 寸法: mm Rev. 0 - 21/22 - ADP7156 データシート オーダー・ガイド Model 1, 2 ADP7156ACPZ-1.2-R7 ADP7156ACPZ-1.8-R7 ADP7156ACPZ-2.0-R7 ADP7156ACPZ-2.5-R7 ADP7156ACPZ-2.8-R7 ADP7156ACPZ-3.0-R7 ADP7156ACPZ-3.3-R7 ADP7156ARDZ-1.2-R7 ADP7156ARDZ-1.8-R7 ADP7156ARDZ-2.0-R7 ADP7156ARDZ-2.5-R7 ADP7156ARDZ-2.8-R7 ADP7156ARDZ-3.0-R7 ADP7156ARDZ-3.3-R7 ADP7156CP-3.3EVALZ 1 2 Temperature Range −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 Output Voltage (V) 1.2 1.8 2.0 2.5 2.8 3.0 3.3 1.2 1.8 2.0 2.5 2.8 3.0 3.3 Package Description 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 10-Lead LFCSP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP 8-Lead SOIC_N_EP Evaluation Board Package Option CP-10-9 CP-10-9 CP-10-9 CP-10-9 CP-10-9 CP-10-9 CP-10-9 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 RD-8-1 Branding LST LSU LTQ LSV LSW LSY LSZ Z = RoHS 準拠製品。 電圧オプション 1.3 V、1.5 V、1.6 V、2.2 V、2.6 V、2.7 V、2.9 V、3.1 V、3.2 V のデバイスを注文されるときは、最寄りのアナログ・デバイセズ代理店に ご相談ください。 Rev. 0 - 22/22 -