TO-252 Top View Chris to author in sgml 製品情報 ピン配置図 SOT-223 Top View Transport Media 3-lead SOT-223 L1087MPX-ADJ N08A Tape and Reel L1087MPX-2.85 N09A Tape and Reel L1087MPX-3.3 N10A Tape and Reel L1087MPX-5.0 N11A Tape and Reel L1087DTX-ADJ L1087DTX-ADJ Tape and Reel L1087DTX-2.85 L1087DTX-2.85 Tape and Reel L1087DTX-3.3 L1087DTX-3.3 Tape and Reel L1087DTX-5.0 L1087DTX-5.0 Tape and Reel TD03B Packaging Marking 20001215 Printed in Japan NSJ 9/2001 L1087 800mA 低ドロップアウト・レギュレータ 高効率のリニアレギュレータ 定電流のレギュレータ CPU 電源 スイッチング電源後段の高性能レギュレータ ■ ■ ■ ■ MA04A Maximum Temperature 125 ℃ LM1117/LM1117I アプリケーション Converted to nat2000 DTD Added the industrial grade changed 100849-20 to 100919-41,100849-21 to 100919-42 and 100849-24 to 100919-43 to compose final in documentum Added 1.8 and 2.5 Voltages Edit 製品情報 Table 2/1 increase percent size on fig. 8,10, and 12 updated coding for figures composed for vee by SN. took out TO-263 fixed more edits made by Dong mei and spelling Entered final changes CR fixed package drawing T03B and recomposed. composed on 6/10/98 Duplicate copy of the LT1117 (DS100849) composed by vee on 5/29/98. Also changed all graphic to come to ART2 COME to get good pdf. Input graphics and changed name to LM1117 Added Application Note information shantha composed for vee. latest from Chris. Vee fixed the avo attributes from two-thirds to colwide as the title overprinted. Chris edited the electrical table and avo's and vee fixed the avo attributes and composed on 5/11/98 edit table updated and edited Chris 4/21/98 2.85V、3.3V、5.0V および可変出力電圧 低ドロップアウト電圧 最大出力電流 : 800mA 過熱保護 過電流制限 出力精度 : ± 2％ ■ ■ ■ ■ ■ ■ L1087 は、正出力の低ドロップアウトレギュレータです。800mA ま での負荷電流をとることが可能な 3 端子レギュレータです。 過電 流保護・過熱保護・逆極性入力保護・過渡時のスパイク電圧 保護の機能がついております。 DS100919 23900 19970801 Chris Russell LM1117 LM1117I 概要 1 © National Semiconductor Corporation 特長 800mA 低ドロップアウト・リニア・レギュレータ 800mA 低ドロップアウト・レギュレータ 800mA 低ドロップアウト・リニア・レギュレータ L1087 NSC Drawing Package 3-lead TO-252 2001 年 9 月 L1087 絶対最大定格 (Note 1) 本データシートには軍用・航空宇宙用の規格は記載されていません。 関連する電気的信頼性試験方法の規格を参照下さい。 VIN ( 入力 ) 動作温度範囲 保存温度 − 40 ℃∼ 150 ℃ リード温度 ( ハンダ付け ) 10V VOUT ( 出力 ) ∼ 125 ℃ 260 ℃ 2.85V/3.3V/5.0V/ 可変 IOUT ( 出力 ) 0.8A 許容損失 内部制限 電気的特性 特記がない限り、VI ＝ 4.75V ∼ 5.75V、IO ＝ 10mA ∼ 0.8A Symbol Parameter Conditions Min Typ Max Units 1.23 1.25 1.27 V 1.20 1.5 V VREF Reference Voltage L1087-ADJ IO ＝ 10mA, TA ＝ 25 ℃ VD Dropout Voltage ΔVREF ＝ 1％, IO ＝ Full Load IS Current Limit VI ＝ 5V 1.2 2.0 A Line Regulation L1087-ADJ IO ＝ 10mA, TA ＝ 25 ℃ 0.5 2 ％ L1087-2.85 IO ＝ 0mA, TA ＝ 25 ℃ 1 6 mV L1087-3.3 IO ＝ 0mA, TA ＝ 25 ℃ 1 6 mV L1087-5.0 IO ＝ 0mA, TA ＝ 25 ℃ 1 10 mV L1087-ADJ VI ＝ 5V, VO ＝ 3.45V 0.5 2.5 ％ L1087-2.85 VI ＝ 4.25V 1 10 mV L1087-3.3 VI ＝ 4.75V 1 10 mV L1087-5.0 VI ＝ 6.5V 1 15 mV Adjust Current L1087-ADJ 55 100 μA Minimum Load L1087-ADJ 10 mA Thermal Resistance Junction to Case 3 Lead SOT-223 3 Lead TO-252 15 10 ℃ /W Thermal Resistance Junction to Ambient (No heatsink; No Air Flow (Note 2)) 3-Lead SOT-223 3-Lead TO-252 136 92 ℃ /W Load Regulation IADJ Note 1: 絶対最大定格は、IC に破壊が発生する可能性のある制限値をいいます。 Note 2: 最小のパッドサイズは 0.038in2 http://www.national.com 2 1.0 外付けコンデンサ / 安定度 固 定出 力レギュレータを使 用した代 表 的アプリケーションを、 Figure 2 に示します。 Rt1と Rt2 は配線の抵抗分です。 配線の 抵抗による電圧降下があるため、VLOAD が VOUT よりも低くなる ことは明らかです。この場合、RLOAD で測定されるロード・レギュ レーションは、データシートの規格よりも悪化します。これを改善す るため、負荷の正側は出力端子へ直接接続し、負側はグラウン ド端子へ直接接続します。 1.1 入力バイパス・コンデンサ 入力コンデンサの使用を推奨します。 10μF のタンタル・コンデン サを入力側に取り付けると、ほぼすべてのアプリケーションで適切 な入力バイパスが行えます。 1.2 ADJ 端子のバイパス・コンデンサ バイパス・コンデンサ (CADJ) を使って ADJ 端子をグラウンドへバ イパスすると、リップル除去率が向上します。このバイパス・コン デンサは、出力電圧が上昇するに連れてリップルが増幅されるの を防ぎます。リップルの増幅を防ぐためには、すべてのリップル周 波数で、CADJ のインピーダンスが R1よりも低い必要があります。 1/(2π*fRIPPLE*CADJ) ＜ R1 R1 は、出力と ADJ 端子の間に接続した抵抗です。その値は、 通常 100Ω ∼ 200Ω の間です。たとえば、R1 ＝ 124Ω で fRIPPLE=120Hz のとき、CADJ は 11μF より大きくなります。 FIGURE 2. Typical Application using Fixed Output Regulator 1.3 出力コンデンサ 可変電圧レギュレータを使用する場合 (Figure 3) は、抵抗 R1 の 正側を負荷に近い点ではなく、レギュレータの出力端子に直接接 続すると、最高の性能が得られます。このようにすると、基準電 圧と直列に発生する配線の電圧降下と、 それによるレギュレーショ ンの悪化を防止できます。たとえば、レギュレータと負荷の間に 0.05Ω の抵抗分のある 5V レギュレータでは、ロード・レギュレー ションは、配線の抵抗分によって 0.05Ω × IL になります。このと き、R1( ＝ 125Ω) を負荷の近くに接続すると、実効配線抵抗は 0.05Ω(1 ＋ R2/R1)、すなわちこの場合は 4 倍も悪化することにな ります。また、グラウンド側の抵抗 R2 が負荷のグラウンドの近くで リターンを受けるようにすると、リモート・グラウンド検出が行われて ロード・レギュレーションが向上します。 出力コンデンサは、 レギュレータの安定度を維持するうえで重要で あり、容量と ESR( 等価直列抵抗 ) の両方が推奨値を満たして いなければなりません。L1087 に必要な最小出力容量は、タンタ ル・コンデンサを使用する場合 10μF です。出力コンデンサの容 量をこれ以上大きくしても、ループ安定度とトランジェント応答が改 善されるだけです。 出力コンデンサの ESR は、0.5Ωより大きく、 また 5Ω 未満でなければなりません。 可変レギュレータの場合、 CADJ を使用するのであれば、出力コンデンサの容量を増やす必 要があります (22μF のタンタル )。 2.0 出力電圧 L1087の可変電圧バージョンでは、 出力とADJ 端子の間に 1.25V の基準電圧 VREF を発生します。Figure 1 に示すとおり、この電 圧は抵抗 R1 に印加されて一定の電流 I1 を生成します。ADJ 端 子からの電流 IADJ は、出力に誤差をもたらします。しかし、この 電流は I1 に比べて非常に小さく(60μA)、ラインや負荷が変動し てもほぼ一定に保たれているので、この誤差は無視できます。こ の定電流 I1 は出力設定抵抗 R2 を流れ、出力電圧が希望する 値に設定されます。 固定電圧バージョンでは、R1と R2 はデバイス内に組み込まれて います。 FIGURE 3. Best Load Regulation using Adjustable Output Regulator 4.0 保護ダイオード 通常の動作中、L1087レギュレータは保護ダイオードを必要としま せん。可変電圧バージョンでは、ADJ 端子と出力端子間の内蔵 抵抗によって電流が制限されます。ADJ 端子にコンデンサを接続 している場合であっても、レギュレータ周辺の電流を迂回させるダ イオードは不要です。 ADJ 端子は、本デバイスを損傷することな く、出力電圧を基準にして± 25V のトランジェント信号を受け入れ ることができます。 FIGURE 1. Basic Adjustable Regulator 3.0 ロード・レギュレーション L1087 は、出力端子とグラウンド端子間、 もしくは出力端子と ADJ 端子間に現れる電圧を安定化します。しかし、配線の抵抗にか かる負荷による電圧降下によって誤差が生じることがあります。 ロード・レギュレーションを最良の状態に保つためには、注意すべ き点がいくつかあります。 3 http://www.national.com L1087 アプリケーション・ノート L1087 アプリケーション・ノート ( つづき ) レギュレータに出力コンデンサが接続されているときに、入力がグ ラウンドにショートした場合、出力コンデンサはレギュレータの出力 へ放電します。この放電電流は、コンデンサの容量、レギュレー タの出力電圧、および VIN の下降率によって変化します。L1087 レギュレータには、出力端子と入力端子の間にダイオードが内蔵 されているため、10A ∼ 20A のマイクロ秒単位のサージ電流に 耐えることができます。しかし、超大容量の出力コンデンサ ( ≧ 1000μF) が接続され、入力が瞬時にグラウンドへショートした 場合には、レギュレータが損傷する可能性があります。 FIGURE 5. Cross-sectional view of Integrated Circuit Mounted on a printed circuit board. Note that the case temperature is measured at the point where the leads contact with the mounting pad surface この場合、Figure 4 に示すように出力端子と入力端子の間に外 付けダイオードを接続して、レギュレータを保護することを推奨しま す。 L1087レギュレータには、デバイスを過熱から保護するサーマル・ シャットダウン機能が内蔵されています。考えられるすべての動作 条件下において、L1087 の接合部温度は 0 ℃∼ 125 ℃の範囲 に納まっていなければなりません。アプリケーションでの最大消費 電力と最大周囲温度に左右されますが、ヒートシンクが必要にな る場合があります。ヒートシンクが必要かどうかを判断するために は、次のように、レギュレータが消費する電力 PD を計算する必 要があります。 IIN ＝ IL ＋ IG PD ＝ (VIN − VOUT)I L ＋ VINIG 回路に流れる電流と電圧を、Figure 6 に示します。 FIGURE 4. Regulator with Protection Diode 5.0 ヒートシンクについて デバイスがかなり大きな電流で動作しているときにその接合部温 度は上昇します。 許容される性能と信頼性を保つためにこの温 度上昇はある値で制限しておくことが重要です。 温度制限値は 半導体の接合部から動作周辺環境までのデバイスが持つ固有 の温度上昇係数の和で決定されます。 安定状態での放熱モデ ルの一例を Figure 5 に示します。デバイスで生成された熱はまず チップからそれをアタッチしているリードフレーム上のパッドを通し てリードフレームからパッケージのモールド部やプリント基板、デバ イス周辺に放熱されます。 以下のリストが熱抵抗に影響を与える であろう要因になります。 RθJC ( デバイス要因 ) FIGURE 6. Power Dissipation Diagram RθCA ( 周辺要因 ) リードフレーム材質とサイズ 実装基板のパッドサイズと材質 と実装箇所 放熱用のピン数 実装方法 ダイサイズ 基板材質とサイズ ダイの接着材質 配線の幅と長さ モールド材質とサイズ 近傍の発熱源 周囲条件 ( ファン有・無 ) 周囲温度 実装パッドの形状 http://www.national.com 4 熱を行えるので、ヒートシンクは不要です。 算出したθJA の値が これらのリミット値を下回る場合は、ヒートシンクが必要になります。 次に計算するパラメータは、最大許容温度上昇 TR(max) です。 TR(max) ＝ TJ(max) − TA(max) 設計する際のデータとして、さまざまなヒートシンク面積に対する SOT-223と TO-252 のθJA を Table 1 に示します。ここでθJA の 測定のために使用した銅箔パターンは、「アプリケーション・ノー ト」の最後に示します。 Figure 7 と Figure 8 は、Table 1 と同じ 内容のテスト結果を表しています。 ここで、TJ(max) は最大許容接合部温度 (125 ℃ ) で、TA(max) はそのアプリケーションが使用される最大周囲温度です。 算出した値 TR(max) と PD を用いると、接合部 - 周囲間熱抵抗 (θJA) のワースト値は、次のように計算できます。 θJA ＝ TR(max)/PD Figure 9 と Figure 10 に SOT-223 と TO-252 の最大許容損失と 周囲温度の関係を示します。Figure 11 と Figure 12 は SOT-223 と TO-252 の最大許容損失と放熱エリアの面積の関係です。 θJA の値が、SOT-223 パッケージで 136 ℃ /W 以上、TO-252 パッ ケージで 92 ℃ /W 以上になる場合は、パッケージ自体で十分な放 TABLE 1. θJA Different Heatsink Area Layout Copper Area 2 Thermal Resistance 2 Top Side (in )* Bottom Side (in ) (θJA, ℃ /W) SOT-223 (θJA, ℃ /W) TO-252 1 0.0123 0 136 103 2 0.066 0 123 87 3 0.3 0 84 60 4 0.53 0 75 54 5 0.76 0 69 52 6 1 0 66 47 7 0 0.2 115 84 8 0 0.4 98 70 9 0 0.6 89 63 10 0 0.8 82 57 11 0 1 79 57 12 0.066 0.066 125 89 13 0.175 0.175 93 72 14 0.284 0.284 83 61 15 0.392 0.392 75 55 16 0.5 0.5 70 53 * パッケージのタブの部分をカッパエリアのトップサイドの所に実装します。 5 http://www.national.com L1087 アプリケーション・ノート ( つづき ) L1087 アプリケーション・ノート ( つづき ) FIGURE 7. θJA vs. 1oz Copper Area for SOT-223 FIGURE 10. Maximum Allowable Power Dissipation vs. Ambient Temperature for TO-252 FIGURE 8. θJA vs. 2oz Copper Area for TO-252 FIGURE 11. Maximum Allowable Power Dissipation vs. 1oz Copper Area for SOT-223 FIGURE 9. Maximum Allowable Power Dissipation vs. Ambient Temperature for SOT-223 FIGURE 12. Maximum Allowable Power Dissipation vs. 2oz Copper Area for TO-252 http://www.national.com 6 L1087 アプリケーション・ノート ( つづき ) FIGURE 13. Top View of the Thermal Test Pattern in Actual Scale 7 http://www.national.com L1087 アプリケーション・ノート ( つづき ) FIGURE 14. Bottom View of the Thermal Test Pattern in Actual Scale http://www.national.com 8 L1087 外形寸法図 特記のない限り inches (millimeters) NSC Package Number MA04A 9 http://www.national.com L1087 800mA 低ドロップアウト・レギュレータ 外形寸法図 単位は millimeters ( つづき ) NSC Package Number TD03B 生命維持装置への使用について 弊社の製品はナショナル セミコンダクター社の書面による許可なくしては、生命維持用の装置またはシステム内の重要な部品とし て使用することはできません。 1. 生命維持用の装置またはシステムとは (a) 体内に外科的に使 用されることを意図されたもの、または (b) 生命を維持ある いは支持するものをいい、ラベルにより表示される使用法に 従って適切に使用された場合に、これの不具合が使用者に身 体的障害を与えると予想されるものをいいます。 2. 重要な部品とは、生命維持にかかわる装置またはシステム内 のすべての部品をいい、これの不具合が生命維持用の装置ま たはシステムの不具合の原因となりそれらの安全性や機能 に影響を及ぼすことが予想されるものをいいます。 ナショナル セミコンダクター ジャパン株式会社 本社／〒 135-0042 東京都江東区木場 2-17-16 技術資料（日本語 / 英語）はホームページより入手可能です。 http://www.national.com/JPN/ TEL.(03)5639-7300 その他のお問い合わせはフリーダイヤルをご利用下さい。 フリーダイヤル 0120-666-116 本資料に掲載されているすべての回路の使用に起因する第三者の特許権その他の権利侵害に関して、弊社ではその責を負いません。 また掲載内容は予告無く変更されることがありますのでご了承ください。