解析TPS736xx系列低压差稳压器：特性、应用与设计要点

引言

在电子设备的电源管理领域，低压差稳压器（LDO）扮演着至关重要的角色。TPS736xx系列LDO以其独特的特性和广泛的应用场景，成为众多工程师的首选。今天，我们就来深入探讨一下这款稳压器的各项特性、应用领域以及设计过程中的关键要点。

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产品概述

TPS736xx系列采用了全新的拓扑结构——电压跟随器配置中的NMOS传输元件。这种拓扑结构不仅在使用低ESR输出电容时具有稳定性，而且允许在无电容的情况下工作。同时，它还具备高反向阻断能力（低反向电流），并且接地引脚电流在所有输出电流值下几乎保持恒定。

特性亮点

1. 受控基线与温度性能：该系列产品具有受控基线，采用单一装配、单一测试站点和单一制造站点。其温度性能得到了扩展，可在 -55°C 至 125°C 的环境下稳定工作，适用于对温度要求较高的应用场景。
2. 增强的支持与通知机制：提供增强的制造源减少（DMS）支持和产品变更通知，让工程师在设计过程中更加放心。
3. 无需输出电容：无需输出电容或可使用任意值和类型的电容，输入电压范围为 1.7 V 至 5.5 V，具有极大的灵活性。
4. 超低压差与出色性能：典型压差仅为 75 mV，具有出色的负载瞬态响应，无论是有无可选输出电容都能表现良好。新型NMOS拓扑结构可实现低反向泄漏电流，典型噪声仅为 (30 mu V_{RMS })（10 Hz 至 100 kHz），初始精度为 0.5%，在整个线路、负载和温度范围内的总体精度为 1%。
5. 低功耗与保护功能：关断模式下最大 (I_{0}) 小于 1-µA，具备热关断和指定的最小/最大电流限制保护，确保了产品的可靠性和安全性。
6. 多种输出电压版本：提供多种固定输出电压版本，范围从 1.2 V 到 3.3 V，还可实现 1.2 V 至 5.5 V 的可调输出，甚至可定制输出电压。

应用领域

便携式/电池供电设备

由于其超低功耗和无需输出电容的特性，TPS736xx系列非常适合用于便携式设备，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等，能够有效延长电池续航时间。

开关电源的后级稳压

在开关电源的输出端，使用TPS736xx进行后级稳压，可以进一步降低输出电压的纹波和噪声，提高电源的稳定性和质量。

对噪声敏感的电路

例如压控振荡器（VCO），该系列产品的低噪声特性能够为其提供干净、稳定的电源，确保电路的正常工作。

负载点稳压

对于数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和微处理器等对电源质量要求较高的芯片，TPS736xx可以在负载点提供精确的电压调节，满足其工作需求。

产品信息与订购

产品型号说明

TPS736xxMyyyREP 中，xx 表示正常输出电压（如 25 = 2.5 V，01 = 可调），yyy 是封装标识符，z 是封装数量。此外，还可通过创新的工厂 EEPROM 编程快速提供从 1.25 V 到 4.3 V 以 100 mV 为增量的额外输出电压，但有最小订单量要求。

订购信息

提供了多种封装形式可供选择，如SOT23 - DBV、SOT223 - DCQ、SON - DRB等，不同封装对应不同的可订购部件编号和顶面标记。

电气特性

电压与精度

输入电压范围为 1.7 V 至 5.5 V，内部参考电压（TPS73601）在 (T{J} = 25°C) 时为 1.2 V 至 1.21 V，输出电压范围为 1.2 V 至 5.5 V - (V{DO})。初始精度为 ±0.5%，在整个线路、负载和温度范围内的总体精度为 ±1%。

调节特性

线路调节率典型值为 0.01%/V，负载调节率典型值为 0.002%/mA，压差电压在 (I_{OUT} = 400 mA) 时典型值为 75 mV，最大值为 200 mV。

电流与阻抗

输出电流限制在 (V{OUT} = 0.9 × V{OUT(nom)}) 时为 400 mA 至 800 mA，短路电流在 (V{OUT} = 0 V) 时为 450 mA，反向泄漏电流在 (V{EN} ≤ 0.5 V)，(0 V ≤ V{IN} ≤ V{OUT}) 时最大值为 15 µA，接地引脚电流在 (I{OUT} = 10 mA) 时典型值为 400 µA，(I{OUT} = 400 mA) 时典型值为 800 µA。

其他特性

电源抑制比（PSRR）在 (f = 100 Hz)，(I{OUT} = 400 mA) 时典型值为 58 dB，输出噪声电压在 (BW = 10 Hz) 至 100 kHz，(C{OUT} = 10 µF)，无 (C{NR}) 时为 (27 × V{OUT}) (µV{RMS})，启动时间在 (V{OUT} = 3 V)，(R{L} = 30 Ω)，(C{OUT} = 1 µF)，(C_{NR} = 0.01 µF) 时典型值为 600 µs。

典型特性分析

负载与线路调节

从负载调节和线路调节的典型特性曲线可以看出，在不同的温度和电流、电压条件下，输出电压的变化都非常小，说明该系列产品具有良好的稳定性和调节能力。

压差电压

压差电压与输出电流和温度的关系曲线显示，随着输出电流的增加和温度的升高，压差电压会有所增大，但总体上仍保持在较低的水平，确保了在不同工况下都能实现高效的电压转换。

接地引脚电流

接地引脚电流与输出电流和温度的关系曲线表明，接地引脚电流在不同的输入电压和温度条件下变化相对较小，进一步体现了该系列产品的低功耗特性。

电源抑制比

电源抑制比与频率和 (V{IN} - V{OUT}) 的关系曲线显示，在不同的频率和输入输出电压差值下，PSRR 都能保持在一定的水平，能够有效抑制电源中的纹波和噪声。

噪声特性

噪声特性曲线展示了不同电容配置下的输出噪声情况，通过合理选择电容可以进一步降低输出噪声，满足对噪声敏感电路的需求。

瞬态响应

负载瞬态响应和线路瞬态响应曲线表明，该系列产品在负载电流或输入电压发生变化时，能够快速响应并恢复到稳定状态，具有良好的瞬态性能。

应用设计要点

输入和输出电容

虽然输入电容不是稳定性所必需的，但在稳压器输入电源两端连接一个 0.1-µF 至 1-µF 的低 ESR 电容是良好的模拟设计实践，可改善瞬态响应、噪声抑制和纹波抑制。输出电容方面，TPS736xx 无需输出电容即可稳定工作，但在某些应用中，添加输出电容可以进一步改善负载瞬态、噪声和 PSRR。当 (V{IN} - V{OUT} < 0.5 V) 且多个低 ESR 电容并联时，需注意避免出现振铃现象。

输出噪声

输出噪声与输出电压和电阻有关，可通过连接旁路电容或反馈电容来降低输出噪声。对于固定电压版本，可在 NR 引脚连接外部噪声降低电容；对于可调版本，可在输出和 FB 引脚之间连接反馈电容。

电路板布局

为了提高交流性能，如 PSRR、输出噪声和瞬态响应，建议在电路板设计中为 (V{IN}) 和 (V{OUT}) 使用单独的接地平面，并仅在器件的 GND 引脚处连接。旁路电容的接地连接应直接连接到器件的 GND 引脚。

内部电流限制

内部电流限制有助于在故障条件下保护稳压器，在输出短路时，通过折返功能降低电流限制，保护稳压器免受损坏。

关断功能

使能（EN）引脚为高电平有效，与标准 TTL - CMOS 电平兼容。当 (V{EN}) 低于 0.5 V 时，稳压器关闭，接地引脚电流降至约 10 nA。当不需要关断功能时，可将 EN 连接到 (V{IN})。

压差电压

TPS736xx采用NMOS传输晶体管实现极低的压差，在负载电流发生大的阶跃变化时，需要更大的 (V{IN}) 至 (V{OUT}) 电压降以避免瞬态响应变差。

热保护

当结温升至约 160°C 时，热保护功能会禁用输出，使器件冷却；当结温降至约 140°C 时，输出电路再次启用。为确保可靠运行，结温应限制在 125°C 以内。

功耗

不同的封装类型在散热能力上有所不同，PCB 布局时需要考虑器件周围的散热空间。使用较厚的铜层和镀通孔可以提高散热效果。

总结

TPS736xx系列低压差稳压器以其丰富的特性、广泛的应用领域和出色的性能表现，为电子工程师在电源管理设计中提供了一个可靠的选择。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择封装、输出电压和电容配置，并注意电路板布局、电流限制、关断功能、压差电压、热保护和功耗等方面的设计要点，以确保稳压器能够稳定、高效地工作。希望通过本文的介绍，能够帮助大家更好地了解和应用这款产品。你在使用TPS736xx系列稳压器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区留言分享。