LDO器件关键特性详解.docx
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LDO器件关键特性详解
LDO低压差线性稳压器件，常见的电源拓扑如下：
下面将会以TI的一款LDO芯片来介绍其主要参数：
资料来源于TI官网。
FEATURE==器件的特性（厂商也要吹牛逼）
1.Availablein1.8V,2.5V,3.3V,5V,andAdjustableVersions
可以获得的版本，也就是输出电压类型：
1.8v，2.5v，3.3v，5v以及输出可调节的版本。
2.Space-SavingSOT-223andWSONPackages
这个是描述的封装类型。
封装指的是体积大小，引脚尺寸；这个参数将会影响到PCB板上的面积以及散热性能。
3.CurrentLimitingandThermalProtection
有电流限制以及热保护功能；电流超过一定值或者温度过高，器件将会停止输出，直到电流小于判断阈值，温度小于判断阈值。
4.OutputCurrent800mA
输出电流可以达到800mA，但是正常工作电流要小于此值，不然功率损耗太大。
5.LineRegulation0.2%（Maximum）
线性调整率，输入电压在规定范围内的变化对输出电压造成的影响的大小（也就是输出电压的变化率）。
Φ=（vout正常-vout1）/vout正常
6.LoadRegulation0.4%（Maximum）
负载调整率，指的是负载变化时造成输出电压的变化。
Φ=（vout正常-vout1）/vout正常
7.TemperatureRange
LM1117:
0°Cto125°C
这个一般指的是器件的存储温度以及使用的温度，超过规定的温度值，芯片可能会损坏。
-------------------------------------------------以下也能见到--------------------------------------------------
8.OutputNoisefrom10Hzto10KHz:
0.003%ofVOUT
输出噪声，也就是纹波，为输出电压Vout*0.003%，表示的是幅度；10Hz-10KHz是频率。
9.OutputVoltageAccuracy:
±1%
输出电压精确度。
比如输出5V，则变化范围是（5-5*1%）到（5+5*1%）。
10.MaximumQuiescentCurrent:
IQMAX=6mA
芯片没工作的情况下，就是输出电流为0时（有输入电流时），器件本身消耗的电流，所有的东西不可能做到的绝对电阻无限大。
11.GROUNDCurrent
地电流，指的是器件正常工作时，输入电流与输出电流差值。
12.PSRRatIOUT=300mAandf=120Hz:
70dB
电源抑制比（PSRR）是输入电源变化量（以伏为单位）与转换器输出变化量（以伏为单位）的比值，常用分贝表示。
PSRR=20log[（Ripple（in）/Ripple（out））]
来自互联网：
LDO需要连接外部输入和输出电容器。
利用较低等效串联电阻（ESR）的大容量电容器一般可以全面改善电源PSRR、噪声以及瞬态响应。
陶瓷电容器通常是首选，因为它的价格低而且故障模式是断路，相比之下钽电容器比较昂贵而且故障模式是短路而不被采用。
输出电容器的ESR会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的ESR，大概为10mΩ量级。
采用陶瓷电容时，建议使用X5R和X7R电介质材料，这是因为它们具有较好的温度稳定性。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
APPLICATION==器件的应用场合
1.PostRegulatorforSwitchingDC–DCConverter
用于DCDC芯片转化器之后的稳压
2.HighEfficiencyLinearRegulators
高效的线性稳压器
3.BatteryChargers
电池充电器
4.PortableInstrumentation
便携式仪表
5.ActiveSCSITerminationRegulator
有源终端SCSI（SmallComputerSystemInterface小型计算机系统接口）稳压器
DESCRIPTION
TheLM1117isalowdropoutvoltageregulatorwithadropoutof1.2Vat800mAofloadcurrent.
LM1117是一款低压差稳压器，在800毫安的负载电流下具有1.2V的压差。
加横线的注意，就是说在输出电流为800mA时，输入与输出的压差为1.2V。
TheLM1117isavailableinanadjustableversion,whichcansettheoutputvoltagefrom1.25to13.8Vwithonlytwoexternalresistors.Inaddition,itisavailableinfivefixedvoltages,1.8V,2.5V,3.3V，and5V。
LM1117是一个输出可调整的LDO版本，通过外部的两个电阻就可以设置输出为1.25V到13.8V。
除此之外，还有固定输出版本可以使用。
TheLM1117offerscurrentlimitingandthermalshutdown.ItscircuitincludesaZenertrimmedbandgapreferencetoassureoutputvoltageaccuracytowithin±1%.
LM1117提供限流和热关断功能。
其电路包括一个齐纳调整带隙基准，以确保输出电压精度在±1％以内。
Aminimumof10-µFtantalumcapacitorisrequiredattheoutputtoimprovethetransientresponseandstability。
输出端至少需要10μF的钽电容，以改善瞬态响应和稳定性。
就是滤波电容（储能），一般的瓷质电容也行，性能太差当然不行。
图一为封装信息
图一
之前说过了，封装大小的不一致，决定了器件大小，进而决定了器件的有效散热面积，造成器件发热，便携式器件发热，在电子产品热设计规范中，对于器件的温升有严格的要求。
图二实际使用时的典型电路
图二
图中包含输出电压的计算公式VOUT=1.25（1+R2/R1）。
1.25V为反馈端电压值。
一般而言，在其他芯片标注时，可能会遇到如下公式VOUT=1.25（1+R2/R1）+Iadj*R2，Iadj为反馈引脚电流值，但是一般为uA级，所以加黑部分在一般应用时一般可以忽略不计。
PINCONGFIGURATIONANDFUNCTIONS
图三为芯片封装俯视图以及芯片引脚对应关系
图三
笔者是借用TI芯片的图来表述对应的含义，如果出现引脚与实物不符合的情况，均与笔者无关。
以上描述的是引脚功能
ADJ/GND表述的是在可调输出版本时，为调整端；在固定输出版本时，为接地端。
Vin为芯片的电源输入引脚。
Vout为芯片的稳压电源输出引脚。
ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS
绝对参数
最小最大
单位
最大输入电压（Vin和GND）
万用表正表笔接输入，负表笔接GND测量；
20
V
功率损耗
内部限制
结温（器件内部工作最大温度）
150
摄氏度
焊接温度
TO-220（T）Package,10s
260
摄氏度
SOT-223（MP）Package,4s
260
存储温度
-65150
摄氏度
StressesbeyondthoselistedunderAbsoluteMaximumRatingsmaycausepermanentdamagetothedevice.Thesearestressratingsonly,whichdonotimplyfunctionaloperationofthedeviceattheseoranyotherconditionsbeyondthoseindicatedunderRecommendedOperatingConditions.Exposuretoabsolute-maximum-ratedconditionsforextendedperiodsmayaffectdevicereliability
强调超出绝对最大额定值列出的可能会导致设备永久性损坏。
这些是压力评级只有在这些或任何其他超出建议的条件下的条件下，不暗示器件的功能操作运行条件。
暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
----也就是免责声明。
ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ（max）,RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=（TJ（max）–TA）/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.
上面为功耗的计算方式。
ESDRATINGS
防静电
人体放电模式，防静电正负2000V。
静电是幅值很大，电流很小。
人体模式以及静电波形具体可以参考XX百科，静电说复杂也复杂，说简单也简单，还是自己去了解吧。
RECOMMONENDEDOPERATINGCONDITIONS
MINMAX
输入电压
15
摄氏度
结温
LM1117
0125
摄氏度
LM1117I
-40125
ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ（max）,RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=（TJ（max）–TA）/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.
上面为功耗的计算方式。
每个厂商的描述不一致，测试条件也不一致。
THERMALINFORMATION
与热有关的参数---一般描述的热阻，热阻就像电阻一样，电阻阻碍电流传输；热阻阻碍热量的传递、散发，越小越好。
热指标
LM1117、LM1117I
单位
SOT223
TO-220
TO-252
WSON
TO-263
4引脚
3引脚
3引脚
8引脚
3引脚
RθJA结到环境热阻
61.6
23.8
45.1
39.3
41.3
℃/W
RθJC（top）结到外壳（上）热阻
42.5
16.6
52.1
31.4
44.1
℃/W
RθJB结到板上热阻
10.4
5.3
29.8
16.5
24.2
℃/W
ψJT结到顶部特征参数
2.9
3.1
4.5
0.3
10.9
℃/W
ψJB结到板上特征参数
10.3
5.3
29.4
16.7
23.2
℃/W
RθJC（bot）结到外壳（下）热阻
----
1.5
1.3
5.6
1.3
℃/W
Formoreinformationabouttraditionalandnewthermalmetrics,seetheSemiconductorandICPackageThermalMetricsapplicationreport,SPRA953.
有关传统和新型散热指标的更多信息，请参阅“半导体和IC封装散热量度”应用报告SPRA953。
TI的测量方法以及相关说明，SPRA953可以在某度上找到。
LM1117ELECTRICALCHARACTERISTICS
电性能参数说明
unlessotherwisespecified,TJ=25°C.
除非其他的申明，结温一般为25℃。
（1）Alllimitsareensuredbytestingorstatisticalanalysis.
（2）TypicalValuesrepresentthemostlikelyparametricnormal.
（3）Loadandlineregulationaremeasuredatconstantjunctionroomtemperature.
（1）所有限制都通过测试或统计分析来确保。
（2）典型值代表最可能的参数正常值。
（3）负载和线路调节在恒定的室温下测量。
笔者说：
上面表示对于测试环境的描述、可能的参数值（与实际有出入）、代表他们的测试结果。
参数
测试环境
小典型大
单位
VREF参考电压
（对于可调输出芯片，参考电压为ADJ引脚的电压）
LM1117-ADJ输出电流10mA
输入电压减去输出电压为2V
结温在25摄氏度时
1.2381.251.262
V
LM1117-ADJ
输出电流在10mA到800mA之间；输入减去输出电压在1.4V到10V之间
结温25℃
1.25
超范围
0°Cto125°C
小于0或大于125
1.2251.27
VOUT输出电压
（输出端电压值）
LM1117-1.8输出电流为10mA
输入电压为3.8V，结温25摄氏度时
1.7821.81.818
V
LM1117-1.8输出电流在0到800mA之间，输入电压在3.2到10V
结温25℃
1.8
超过结温范围0到125℃
小于0或大于125
1.7461.854
△VOUT输出电压变化率
线性调整率
LM1117-ADJ输出电流为10mA
输入减去输出电压在1.5V到13.75V
结温25℃
0.035%
V
超过结温范围0到125℃
小于0或大于125
0.2%
△VOUT输出电压变化率
负载调整率
LM1117-ADJ输出电流在10mA到800mA变化时
输入减去输出电压为3V
结温25℃
0.2%
V
超过结温范围0到125℃
小于0或大于125
0.4%
以上数据表来源于TI数据手册翻译，对于其中部分做了说明，当您发现错误时，请指出。
谢谢。
LM1117ELECTRICALCHARACTERISTICS
继续电性能参数
除非有说明，否则结温为25摄氏度下。
（4）Thedropoutvoltageistheinput/outputdifferentialatwhichthecircuitceasestoregulateagainstfurtherreductionininputvoltage.Itismeasuredwhentheoutputvoltagehasdropped100mVfromthenominalvalueobtainedatV
IN=VOUT+1.5V.
（5）Theminimumoutputcurrentrequiredtomaintainregulation.
（4）压差电压是输入/输出差分，电路停止调节以防止输入电压的进一步降低。
当输出电压从VIN=VOUT+1.5V时获得的额定值下降100mV时测量。
（5）维持调节所需的最小输出电流。
参数
测试环境
小典型大
单位
VIN减去VOUT
输入电压减去输出电压为压差
输出电流为100mA时
结温25摄氏度
1.1
V
超过规定范围
1.2
输出电流为500mA时
结温25摄氏度
1.15
V
超过规定范围
1.25
输出电流为800mA时
结温25摄氏度
1.2
V
超过规定范围
1.3
电流限制
输入电流减去输出电流为5V时，结温为25摄氏度时
80012001500
mA
最小负载电流
可正常输出电压时的电流
LM1117-ADJ输入电压
为15V时
结温25摄氏度
1.7
mA
超过规定范围
5
静态电流
LM1117-1.8V
输入电压小于等于15V
结温25摄氏度
5
mA
超过规定范围
10
热管理
这一部分还未理解
纹波管理
纹波频率120Hz，输入减输出
电压为3V，纹波幅度为1VPP
结温25摄氏度
75
dB
超过规定范围
60
调整脚电流
结温25摄氏度
60
超过规定范围
120
输出脚电流变化
输出电流在10mA到800mA之间输入减输出电压在1.4V到10V之间
结温25摄氏度
0.2
uA
超过规定范围
5
温度精确度
0.5%
长时间工作稳定性
结温125摄氏度。
1000小时
0.3%
平均输出噪声
10KHz到10KHz
0.003%*Vout
以上来自于TI数据手册翻译，外加菜鸟（本人）的理解，只供参考，如因此产生问题，与本人无关。
TYPICALCHARACTERISTICS
典型特征
图一表示在不同的结温下，输入减去输出的电压值与输出电流之间的关系。
图二表示在不同的结温下，输出短路电流和输入减去输出电压的关系。
图三表示，输出（负载）电流为800mA时，不同结温下的负载调整率。
图四表示：
纹波抑制与频率的关系（输入出现电压波动，输出调整能力）。
笔者愚笨，还需要接着学习。
图五表示，输出输入电容一定，纹波频率一定，纹波抑制与输出电流之间的关系。
图六表示，温度精确性。
温度不同时，输出电压的波动变化。
图七温度和调整引脚电流之间的关系。
图八是负载电流变化时，输出电压的瞬态反应速度。
负载瞬态响应显示了电路在负载电流瞬变时,输出电压维持在特定范围内的能力，维持输出电压稳定来确保电路的正常工作。
过快的响应会使输出电压发生damping，而太慢的响应会延长电压恢复正常水平的时间。
好了，一般的LDO数据手册表格部分到这就结束了，下来会讲述典型应用电路以及计算等：
接下来这部分大家按照要求都可以来绘制原理图，当然说道输入输出计算，涉及到的参数太多，笔者也是在工作中来写这个，没时间，也不精通计算。
对于前面描述的部分，如果你是学生，可以多多学习，对于不会的就自己查找；
对于工作人员可以看看一笑了之，确实没什么技术含量，仅供大家方便学习。
部分来自互联网，谢谢。
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