JAJS014X September 2003 – May 2025 TPS736
PRODUCTION DATA
リニア レギュレータを使用して設計を行う際の最初の手順は、最大負荷電流と入力および出力電圧要件を調べ、デバイスの熱特性とドロップアウト電圧の要件を満たすことができるかどうかを決定することです。0.4A では、TPS73633 のドロップアウト電圧は温度範囲全体で最大 200mV であるため、ドロップアウト ヘッドルームは入力および出力電圧の両方の精度で動作させるのに十分です。
リニア レギュレータで消費される最大電力は、パス トランジスタ間で入力から出力に降下する最大電圧と最大負荷電流との積です。この例では、パストラン ジスタでの最大電圧降下は 5V + 3% (5.15V) から 3.3V–1% (3.267V) または 1.883V です。パストラン ジスタで消費される電力は、この電圧降下に最大負荷電流を乗算して計算されます。この例では、リニア レギュレータで消費される最大電力は 942mW です。リニア レギュレータで消費される電力が判明すると、対応する接合部温度上昇を計算できます。接合部温度の周囲温度上昇を計算するには、消費電力に接合部から周囲への熱抵抗を乗じる必要があります。熱抵抗情報については、「過熱保護」セクションを参照してください。この例では、DRB パッケージを使用して、接合部の最大温度上昇は 45°C と計算されます。接合部温度の最大上昇は、接合部温度の上昇を最大周囲温度に加算することで計算されます。この例では、最大接合部温度が 100°C です。信頼性の高い動作を実現するには、最大接合部温度が 125°C を下回る必要があることを考慮してください。グランド プレーン、サーマル ビアの追加、エア フローのすべてにより、最大接合部温度を下げることができます。このアプリケーションでは、接合部温度が過剰に上昇するため、DCQ または DBV パッケージの使用は推奨されません。
30µVRMS 未満のノイズ レベルを得るために、10nF のノイズ低減容量 (CNR) と 10μF の出力容量を選択します。出力ノイズ セクションを参照すると、RMS ノイズの計算は 28µVRMS になります。
入力コンデンサの使用はオプションです。ただし、入力電源が LDO から数インチ離れた場所に配置されているシステムでは、入力電源のインダクタンスが安定性および AC 性能に及ぼす悪影響を打ち消すため、小型の 0.1µF 入力コンデンサを使用することを推奨します。
固定出力電圧で設計するのと同様に、最初に最大負荷電流と入力および出力電圧要件を調べ、デバイスの熱電圧とドロップアウト電圧の要件が満たされているかどうかを判定します。0.4A での最大ドロップアウト電圧は 200mV です。入力電圧が 5V で、出力電圧が 2.5V であることから、ドロップアウトを防止し、良好な PSRR を維持するために、十分な電圧ヘッドルームを確保できます。
リニア レギュレータで消費される最大電力は、パス トランジスタ間で入力から出力に降下する最大電圧と最大負荷電流との積です。この例では、パストラン ジスタでの最大電圧降下は 5V + 3% (5.15V) から 2.5V–1% (2.475V) または 2.675V です。パストラン ジスタで消費される電力は、この電圧降下に最大負荷電流を乗算して計算されます。この例では、リニア レギュレータで消費される最大電力は 1.07W です。リニア レギュレータで消費される電力が判明すると、対応する接合部温度上昇を計算できます。接合部温度の周囲温度上昇を計算するには、消費電力に接合部から周囲への熱抵抗を乗じる必要があります。熱抵抗情報については、「熱に関する情報」表を参照してください。この例では、DRB パッケージを使用して、接合部の最大温度上昇は 51°C と計算されます。接合部温度の最大上昇は、接合部温度の上昇を最大周囲温度に加算することで計算されます。この例では、最大接合部温度が 106°C です。信頼性の高い動作を実現するには、最大接合部温度が 125°C を下回る必要があることを考慮してください。グランド プレーン、サーマル ビアの追加、エア フローのすべてにより、最大接合部温度を下げることができます。このアプリケーションでは、接合部温度が過剰に上昇するため、DCQ または DBV パッケージの使用は推奨されません。
R1 と R2 は、出力電圧に応じて 図 7-2 の式で求めることができます。一般的な出力電圧の抵抗値の例を 図 6-2 に示します。
より高い精度を得るため、R1 と R2 の並列組み合わせを約 19kΩ に設定します。この 19kΩ に、内部の 8kΩ 抵抗が加わることで、エラーアンプに対して 27kΩ のバンドギャップ リファレンス出力と同じインピーダンスを提供します。このインピーダンスは、エラー アンプ端子へのリークを補償するのに役立ちます。
2.5V 出力についての値を使用すると、図 6-2 の値を使用すると、R1 の値は 39.2kΩ、R 2 の値は 36.5kΩ になります。
35µVRMS 未満のノイズ レベルを得るために、10nF のノイズ低減容量 (CFF) を選択します。CFF の最適な値を選択する際は、図 5-47 を基準としてを使用する必要があります。
この設計の出力には、低 ESR (等価直列抵抗) のセラミック X5R コンデンサ 10µF を使用して、低い過渡時の出力電圧降下を最小化しています。入力コンデンサの使用はオプションです。ただし、入力電源が LDO から数インチ離れた場所に配置されているシステムでは、入力電源のインダクタンスが安定性および AC 性能に及ぼす悪影響を打ち消すため、小型の 0.1µF 入力コンデンサを使用することを推奨します。入力および出力コンデンサの選択の詳細については、入出力コンデンサの要件 セクションを参照してください。