德州仪器TPS736xx系列LDO线性稳压器：性能卓越的电源解决方案

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。一个稳定、高效的电源能够确保设备的正常运行和性能表现。德州仪器（TI）的TPS736xx系列低 dropout（LDO）线性电压稳压器，以其出色的性能和丰富的特性，成为众多应用场景下的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款稳压器。

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一、产品概述

TPS736xx系列采用了全新的拓扑结构，即电压跟随器配置中的NMOS通元件。这种拓扑结构具有诸多优势，它在使用低ESR输出电容时能够保持稳定，甚至可以在无电容的情况下正常工作。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。

二、产品特性

2.1 可靠性与稳定性

• 受控基线：采用单一装配、单一测试地点和单一制造地点，确保产品质量的一致性和可靠性。
• 宽温度范围：能够在 -55°C 至 125°C 的扩展温度范围内稳定工作，适应各种恶劣环境。
• 增强的制造资源支持：提供增强的减少制造源（DMS）支持和产品变更通知，保障产品的长期供应和稳定性。
• 符合行业标准：经过JEDEC和行业标准的组件资格认证，包括高加速应力测试（HAST）、温度循环、高压釜测试等，确保在扩展温度范围内可靠运行。

2.2 电气性能

• 输入电压范围广：输入电压范围为 1.7 V 至 5.5 V，能够适应多种电源输入。
• 超低 dropout 电压：典型值为 75 mV，能够在输入输出电压差较小时提供稳定的输出电压。
• 出色的负载瞬态响应：无论是有无可选输出电容，都能快速响应负载变化，保持输出电压的稳定。
• 低反向泄漏电流：采用新的NMOS拓扑结构，有效降低反向泄漏电流。
• 低噪声：典型值为 (30 mu V_{RMS })（10 Hz 至 100 kHz），适用于对噪声敏感的电路。
• 高精度：初始精度为 0.5%，在全负载、全温度范围内的整体精度为 1%。
• 低静态电流：在关断模式下，最大 (I_{0}) 小于 1 -µA，适合便携式应用。
• 保护功能：具备热关断和指定的最小/最大电流限制保护，确保设备在异常情况下的安全。

2.3 输出电压选项丰富

• 固定输出电压：提供 1.2 V 至 3.3 V 的多种固定输出电压版本，满足不同应用的需求。
• 可调输出电压：可调输出范围为 1.2 V 至 5.5 V，还可提供定制输出电压。

三、应用领域

3.1 便携式/电池供电设备

由于其低静态电流和超低 dropout 电压的特性，TPS736xx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。

3.2 开关电源后级稳压

作为开关电源的后级稳压，能够进一步提高输出电压的稳定性和纯度，减少纹波和噪声。

3.3 对噪声敏感的电路

如压控振荡器（VCO）等，低噪声特性能够确保电路的正常工作和性能表现。

3.4 负载点稳压

为数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和微处理器等提供稳定的电源，保证其正常运行。

四、产品信息与订购

4.1 产品型号与输出电压

TPS736xx系列产品型号中，“xx” 表示正常输出电压，例如 “25” 表示 2.5 V，“01” 表示可调输出。此外，还可通过创新的工厂EEPROM编程，快速提供 1.25 V 至 4.3 V 之间以 100 mV 为增量的额外输出电压。

4.2 订购信息

提供多种封装选项，包括SOT23 - DBV、SOT223 - DCQ 和 SON - DRB 等，适用于不同的应用场景和设计需求。具体的订购信息可参考文档末尾的封装选项附录或TI网站。

五、电气特性

5.1 输入输出电压范围

输入电压范围为 1.7 V 至 5.5 V，输出电压范围根据不同型号有所不同。对于可调版本（TPS73601），输出电压可通过反馈引脚（FB）进行调节。

5.2 精度与稳定性

在全负载、全温度范围内，输出电压的精度为 ±1%，能够满足大多数应用的要求。同时，具有良好的线性调整率和负载调整率，确保输出电压的稳定性。

5.3 其他特性

还具备低 dropout 电压、低反向泄漏电流、低噪声、快速启动时间等特性，具体参数可参考文档中的电气特性表格。

六、典型特性

6.1 负载调整率与线性调整率

在不同温度和负载条件下，负载调整率和线性调整率表现良好，能够保持输出电压的稳定。

6.2 dropout 电压与输出电流

随着输出电流的增加，dropout 电压也会相应增加，但整体保持在较低水平。

6.3 电源抑制比（PSRR）

在不同频率下，PSRR 表现出色，能够有效抑制电源纹波和噪声。

6.4 噪声特性

输出噪声电压较低，可通过连接外部噪声降低电容（(C_{NR})）进一步降低噪声。

七、应用信息

7.1 输入输出电容要求

虽然输入电容不是稳定性所必需的，但建议在稳压器附近的输入电源两端连接一个 0.1 -µF 至 1 -µF 的低 ESR 电容，以改善源阻抗、噪声和 PSRR。输出电容对于稳定性不是必需的，并且在无电容的情况下具有最大的相位裕度，但在某些情况下，添加输出电容可以改善负载瞬态响应、噪声和 PSRR。

7.2 输出噪声

内部带隙参考是主要的噪声源，通过连接外部噪声降低电容（(C{NR})）可以有效降低输出噪声。对于可调版本（TPS73601），连接反馈电容（(C{FB})）可以减少输出噪声并改善负载瞬态性能。

7.3 电路板布局建议

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，并在设备的 GND 引脚处连接。同时，旁路电容的接地连接应直接连接到设备的 GND 引脚。

7.4 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。在输出短路情况下，通过折返电流限制可以进一步保护稳压器。

7.5 关断功能

使能（EN）引脚为高电平有效，兼容标准 TTL - CMOS 电平。当 (V{EN}) 低于 0.5 V（最大值）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，EN 可以连接到 (V{IN })。

7.6 dropout 电压与瞬态响应

采用 NMOS 通晶体管实现极低的 dropout 电压。在负载电流发生大的阶跃变化时，需要较大的 (V{IN }) 至 (V{OUT }) 电压降以避免瞬态响应下降。在瞬态 dropout 区域运行可能会导致恢复时间增加。

7.7 反向电流保护

NMOS 通元件提供了对反向电流的固有保护。在移除输入电压之前，必须将 EN 引脚拉低，以确保通元件的栅极上的电荷被完全移除。

7.8 热保护

当结温上升到约 160°C 时，热保护功能会禁用输出，使设备冷却。当结温冷却到约 140°C 时，输出电路再次启用。热保护电路可以限制稳压器的功耗，防止过热损坏。

7.9 功耗

功耗取决于输入电压和负载条件，可通过使用尽可能低的输入电压来最小化功耗。不同封装类型的散热能力不同，在 PCB 布局中需要考虑散热问题。

八、总结

TPS736xx系列LDO线性稳压器以其卓越的性能、丰富的特性和广泛的应用领域，为电子工程师提供了一个可靠、高效的电源解决方案。无论是在便携式设备、开关电源后级稳压还是对噪声敏感的电路中，都能发挥出色的作用。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和设计要求，合理选择产品型号和封装，并注意电路板布局和散热设计，以确保设备的稳定运行和性能表现。你在使用类似稳压器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。