ELCODIS.COM - ELECTRONIC COMPONENTS...
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アプリケーションマニュアル
LDO レギュレータICのご紹介TK11100CS
CONTENTS 1 . DESCRIPTION 2 2 . FEATURES 2 3 . APPLICATIONS 2 4 . PIN CONFIGURATION 2 5 . BLOCK DIAGRAM 2 6 . ORDERING INFORMATION 3 7 . ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS 3 8 . ELECTRICAL CHARACTERISTICS 4 9 . TEST CIRCUIT 5 10 . APPLICATION EXAMPLE 5 11 . TYPICAL CHARACTERISTICS 6 12 . PIN DESCRIPTION 18 13 . APPLICATIONS INFORMATION 19 14. PACKAGE OUTLINE 24 15. NOTES 25 16. OFFICES 25
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TK11100CS
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LDO レギュレータICTK11100CS
1. DESCRIPTION TK11100CSは、出力電流200mAを安定に供給できるシリコン・モノリシック・バイポ-ラ構造のOn/Offコントロール付低飽和レギュレータICです。 出力電圧は外部抵抗により1.3V~14.5Vの間で設定が可能です。このため使用されるセットに最適な電圧を選択することができます。 Typ.100mAの電流をシステムに供給した時の入出力電圧差は0.12Vとなります。電圧源を有効活用出来ます。この為電池使用セットに最適です。 TK11100CSはDC的にもAC的にも非常に安定性の高い回路を使用しています。出力側コンデンサは0.22µFで安定です。このコンデンサの種類は問いません。どのようなタイプのコンデンサでも使用可能です。但しこのコンデンサは大きいほど総合的に良い特性を示します。 過電流・過熱センサー回路、逆バイアス過電流阻止回路を内蔵。静電耐圧も高い為、壊れにくい設計です。安心してお使いいただけます。
2. FEATURES 出力電圧を任意に設定可能 : 1.3V∼ 14.5V 基準電圧精度 : 1.27V ± 20mV 出力電流 : 200mA, ピーク320mA 出力容量 : Cout ≥ 0.22µF 高いリップルリジェクション : -80dB at 1kHz 入出力電圧差 : 120mV at Iout=100mA 出力電圧のON/OFFコントロール付(High-ON) 広い動作電圧範囲 : 2.1V∼ 15.5V 低ノイズアプリケーション可 過電流保護、過熱保護 逆バイアス過電流阻止回路付き
3. APPLICATIONS 電子機器全般 バッテリ使用機器全般 移動体通信機器
4. PIN CONFIGURATION
4
6
5
3
1
Vin
Vout Np
GND
Vcont
2FB
Top View
5. BLOCK DIAGRAM
3(Vin)
4(Vcont)
1(Vout)
6(Np)5(GND)
2(FB)
BandgapReference
Over Heat &Over Current
Protection500kΩ
320kΩ
ControlCircuit
R0
0
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6. ORDERING INFORMATION
C BC ST K 1 1 1 0 0
Package Code S : SOT23-6
Tape / Reel Code
Rank Code C : C Rank
Voltage Code00:可変型
7. ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Ta=25°C
項目項目項目項目 記号記号記号記号 定格定格定格定格 単位単位単位単位 条件条件条件条件 最大定格最大定格最大定格最大定格 電源電圧 VccMAX -0.4 ~ 16 V
-0.4 ~ 6 V VoutTYP ≤ 2.0V 出力端子逆バイアス VrevMAX
-0.4 ~ 14.5 V 2.0V < VoutTYP FB端子電圧 VfbMAX -0.4 ~ 5 V Np端子電圧 VnpMAX -0.4 ~ 5 V コントロール端子電圧 VcontMAX -0.4 ~ 16 V 保存温度範囲 Tstg -55 ~ 150 °C 許容消費電力 PD 基板実装時約500 mW 内部制限(Tj=150) * 動作条件動作条件動作条件動作条件 動作温度範囲 TOP -40 ~ 85 °C 動作電圧範囲 VOP 2.1 ~ 15.5 V 出力短絡電流 Ishort 約360 mA Over Current Protection 出力電圧範囲 Vout 1.3 ~ 14.5 V * Ta=25°C以上では、 4.0 mW/°Cで軽減します。 最大定格は、ICが壊れる可能性のある制限値です。この規格を越えて使用した場合には、いずれの規格も適用されません。
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8. ELECTRICAL CHARACTERISTICS 限界値の記載されている項目は Ta=Tj=25 に対して適用され、製造時テストされるか、SQC(Statistical Quality Control)手法により保証されます。-40~85°Cの動作は、設計上保証されます。
Vin=4.0V, R1=51kΩ, R2=68kΩ, Vcont=1.8V, Ta=Tj=25°C規格規格規格規格
項目項目項目項目 記号記号記号記号 MIN TYP MAX
単位単位単位単位 条件条件条件条件
FB端子電圧 Vfb 1.250 1.270 1.290 V Iout = 5mA 入力安定度 LinReg 0.0 5.0 mV ∆Vin = 5V 負荷安定度 *1 LoaReg 11 27 mV Iout = 5mA ~ 100mA 26 61 mV Iout = 5mA ~ 200mA 入出力間電圧降下 Vdrop 80 140 mV Iout = 50mA 120 210 mV Iout = 100mA 200 350 mV Iout = 200mA 最大出力電流 *2 IoutMAX 240 320 mA Voutが0.3V低下時 電源電流 Iq 78 125 µA Iout = 0mA スタンバイ電流 Istandby 0.0 0.1 µA Vcont = 0V 無効電流 Ignd 1.0 1.8 mA Iout = 50mA コントロールコントロールコントロールコントロール端子端子端子端子 *3 コントロール電流 Icont 5.0 15.0 µA Vcont = 1.8V コントロール電圧 Vcont 1.8 V Vout ON state 0.35 V Vout OFF state 参考値参考値参考値参考値 Np端子電圧 Vnp 1.27 V
Vo周囲温度依存度 Vo/Ta 35 ppm /°C
出力雑音電圧 Vno 34 µVrmsCout=1.0µF, Cnp=0.01µF Cfb=100pF, Iout=30mA
リップルリジェクション R.R 80 dB
Cout=1.0µF, Cnp=0.01µF Cfb=100pF, Iout=10mA, f=1kHz
立上り時間 tr 40 µs
Cout=1.0µF, Cnp=0.001µF Cfb=100pF Vcont : パルス波 (100Hz) Vcont ON → Vout×95% point
*1: 負荷安定度は出力電圧により変わります。上記規格はR1=51kΩ, R2=68kΩ (VoutTYP=3.0V設定)時です。 *2: 最大電流値は許容消費電力に制限されます。 *3: この端子をGNDへ接続することで入力電流はpAレベルに成ります。(動作は停止) 一般的注意
TYP値のみの項目は参考値です。
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9. TEST CIRCUIT
Vin
Icont
Vcont
Iin
Cin Iout Vout
1.0µF 1.0µF
0.001µF
A
V
A
4 65
3 1
Vin Vout
NpGNDVcont
2
FB
Cout
Cnp
R2R1
++
Cfb1000pF
51kΩ 68kΩ
R1=51kΩ, R2=68kΩ (VoutTYP=3.0V設定)
10. APPLICATION EXAMPLE
Vin
Vcont
Cin
Vout
1.0µF 1.0µF
0.001µF
4 65
3 1
Vin Vout
NpGNDVcont
2
FB
Cout
Cnp
R2R1
Cfb100pF
120kΩ
*実際の使用においては、Cin,Cout共にセラミック及びタンタルコンデンサーどちらでも使用できます。
*帰還抵抗R1,R2の電流値は10µA以上として下さい。電流値はR1Vfbで決まります。
*R2の抵抗値は510kΩ以下として下さい。出力電圧が高い場合には、R2が510kΩ以下となる様、R1の値を小さくして下さい。
*Cfbの推奨値は100pFです。
R1R2R1VfbVout +×=
1.3V ≤ VoutTYP ≤ 13.0V
(VfbTYP = 1.27V)
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11. TYPICAL CHARACTERISTICS 11-1-1. DC CHARACTERISTICS Line Regulation Test conditions
-35-30-25-20-15-10
-505
1015
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Vin (V)
Vou
t (m
V)
Vout=1.3V,3.0V,5.0V,8.0V,13.0V
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=5mA
Cin1.0µF
Vin=VoutTYP+1.0V
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
Iin vs Vin Iout=0mA
Supply Current Iout=0mA, VoutTYP=3.0V
0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Vin (V)
Iin (m
A)
Vout=1.3V,3.0V,5.0V,8.0V,13.0V
50556065707580859095
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Vin (V)
Icc
(A
)
R1=51k
R1=120k
Dropout Voltage 2.1V ≤ VoutTYP
Short Circuit Current
-240-220-200-180-160-140-120-100
-80-60-40-20
0
0 100 200
Iout (mA)
Vdr
op (m
V)
Vout=3.0V5.0V8.0V
13.0V
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
0 100 200 300 400 500
Iout (mA)
Vou
t (V
)
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Load Regulation VoutTYP=1.3V
Test conditions
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 100 200
Iout (mA)
Vou
t (m
A)
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=5mA
Cin1.0µF
Vin=VoutTYP+1.0V
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
Load Regulation VoutTYP=3.0V
Load Regulation VoutTYP=5.0V
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 100 200
Iout (mA)
Vou
t (m
A)
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 100 200
Iout (mA)
Vou
t (m
A)
Load Regulation VoutTYP=8.0V
Load Regulation VoutTYP=13.0V
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 100 200
Iout (mA)
Vou
t (m
A)
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
0 100 200
Iout (mA)
Vou
t (m
A)
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Quiescent Current Test conditions
0123456789
10
0 100 200
Iout (mA)
Ignd
(mA
)
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=5mA
Cin1.0µF
Vin=VoutTYP+1.0V
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
Standby Current (Off state) Vcont=0V
1.E-11
1.E-10
1.E-09
1.E-08
1.E-07
1.E-06
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Vin (V)
Ista
nby
(A)
Control Current Control Current,ON/OFF Point
0102030405060708090
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Vcont (V)
Icon
t (A
)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0.0 1.0 2.0
Vcont (V)
Icon
t (A
)
Icont Vout
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Vin vs Vout Regulation Point 2.1V ≤ VoutTYP
Test conditions
-160-140-120-100
-80-60-40-20
02040
-100 0 100 200 300 400
∆Vin (mV)
Vou
t (m
V)
Iout=0,50,100,150,200mA
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=5mA
Cin1.0µF
Vin=VoutTYP+1.0V
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
Vin vs Vout Regulation Point VoutTYP=1.3V
Reverse Bias Current VoutTYP=1.3V
1.141.161.181.201.221.241.261.281.301.321.34
1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0
Vin (V)
Vou
t (V
)
Iout=0,50,100,150,200mA
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 2 4 6 8 10 12
Vrev (V)
Irev
(A
)Vout=1.3V
Test conditions (Reverse Bias Current) Reverse Bias Current
VoutTYP=3.0V, 5.0V, 8.0V, 13.0V
Vin=0V
Vrev
Irev
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µFCin
1.0µF6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont0V
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 2 4 6 8 10 12
Vrev (V)
Irev
(A
)
Vout=3.0V5.0V8.0V
13.0V
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12-1-2. Temperature Characteristics Vref VrefTYP=1.27V
Test conditions
-35-30-25-20-15-10
-505
101520
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta(°C)
Vre
f(m
V)
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=5mA
Cin1.0µF
Vin=VoutTYP+1.0V
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Vout VoutTYP=3.0V
Quiescent Current
-35-30-25-20-15-10
-505
101520
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta(°C)
Vou
t(mV
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta(°C)
Iq(m
A)
Iout=200mAIout=100mAIout=50mA
Dropout Voltage 2.1V ≤ VoutTYP
Supply Current Iout=0mA
0
50
100
150
200
250
300
350
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta(°C)
Vdr
op(m
V)
Iout=200mAIout=100mAIout=50mA
50
55
60
65
70
75
80
85
90
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
Icc(
A)
R1=51k
R1=120k
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Maximum Output Current Vout=VoutTYP×90%, Ta=Tj
Short Circuit Current Vout=0V, Ta=Tj
220
240
260
280
300
320
340
360
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
Iout
MA
X(m
A)
260
280
300
320
340
360
380
400
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
Isho
rt(m
A)
Load Regulation VoutTYP=3.0V, Ta=Tj
Line Regulation
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
LoaR
eg(m
V)
Iout=50mAIout=100mA
Iout=200mA
-10-8-6-4-202468
10
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
LinR
eg(m
V)
Control Current ON/OFF Point
0
5
10
15
20
25
30
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
Icon
t(A
)
Vcont=4VVcont=3VVcont=2VVcont=1.8V
0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0
-40 -20 0 20 40 60 80 100
Ta()
Vco
nt(V
)
Vout_ON
Vout_OFF
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11-2. AC CHARACTERISTICS Ripple Rejection Cout=1.0µF : Ceramic (C), Tantalum (T) Test conditions
Vin(DC)=VoutTYP+1.5V
f=100Hz ∼ 1MHz
200mVp-pVripple
11100C
Cnp0.01µF
Cout
Iout=5mA
Vcont1.8V
4 6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
1.0µF
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Cout=0.22µF, 1.0µF, 2.2µF, 10µF : Ceramic
Cnp=0.001µF, 0.01µF, 0.1µF
R.R vs Iout : Frequency=1kHz R.R vs Low Vin : Frequency=1kHz
-90
-80-70-60-50-40-30
-20-10
0
0 50 100 150 200
Iout (mA)
Ripp
le R
ejec
tion
(dB)
-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10
0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Vin-Vout(Typ) (V)
Ripp
le R
ejec
tion
(dB)
Iout=200mAIout=150mAIout=100mAIout=50mAIout=1mA
Cout=1µµµµF (T)
Cout=1µµµµF (C)
Cnp=0.001µµµµFCnp=0.01µµµµFCnp=0.1µµµµF
Cout=10µµµµF
Cout=2.2µµµµF Cout=1.0µµµµF
Cout=0.22µµµµF
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Cfb = 100pF, 1000pF, 0.01µF, 0.1µF VoutTYP=1.3V設定
Test conditions
Vin(DC)=VoutTYP+1.5V
f=100Hz ∼ 1MHz
200mVp-pVripple
11100C
Cnp0.01µF
Cout
Iout=5mA
Vcont1.8V
4 6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1
1.0µF
VoutTYP= 1.3V : R1=120kΩ, R2=2.8kΩ 3.0V : R1=120kΩ, R2=163.5kΩ 5.0V : R1=120kΩ, R2=352kΩ 8.0V : R1=75kΩ, R2=397kΩ 13.0V : R1=51kΩ, R2=470kΩ
VoutTYP=1.3V設定 VoutTYP=5.0V設定
VoutTYP=8.0V設定 VoutTYP=13V設定
リップルリジェクション特性は出力側に接続されるコンデンサの特性、容量値に依存します。また出力電圧設定値によって特性が異なります。50kHz以上のRR特性については出力側のコンデンサとPCBで大きく変わりますので、必要に応じて動作状態での確認をお願い致します。
Cfb=100pF Cfb=1000pF
Cfb=0.01µµµµF Cfb=0.1µµµµF
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ON/OFF Transient Test conditions
Rise Time
Vout×95%
Vcont
Vout
Time
Vol
tage
Vcont=0V⇔2V (f=100Hz)
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=30mA
Cin1.0µF
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vin=VoutTYP+1.0V
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Cout=1.0µF, 2.2µF, 4.7µF Cout=1.0µF, 2.2µF, 4.7µF
Cnp=0.001µF, 0.01µF, 0.1µF Cnp=0.001µF, 0.01µF, 0.1µF
立ち上がり時間はCout、Cnpが大きいと遅くなります。 立ち上がり時間はCout、Cnpに依存し、立ち下り時間はCoutに依存します。
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LOAD Transient Test conditions
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µFCin
1.0µF6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
IoutON⇔OFF
Vin=VoutTYP+1.0V
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Iout=030mA, 0100mA, 0200mA Iout=300mA, 1000mA, 2000mA
Iout=530mA, 5100mA, 5200mA Iout=305mA, 1005mA, 2005mA
負荷電流を多少流しておくことで負荷変動を改善できます。
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Cout=1.0µF, 2.2µF, 4.7µF: Iout=030mA Cout=1.0µF, 2.2µF, 4.7µF: Iout=300mA
速くそして大きな電流変化がある時、負荷側コンデンサを大きくしてください。電圧変動を小さく出来ます。 LINE Transient Test conditions
11100C
Cnp0.001µF
Cout1.0µF
Iout=30mA
6
1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
3
Vin=VoutTYP+1.0V or +2.0V
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Cout=1.0µF, 2.2µF, 4.7µF Cnp=0.001µF, 0.01µF, 0.1µF
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Output Noise Characteristics Vout vs Noise R1=51kΩ, R2=1.2kΩ ∼ 470kΩ
Test conditions
0102030405060708090
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Vout(Typ) (V)
Noi
se (u
Vrm
s)
BPF=400Hz ∼ 80kHz
11100C
Cnp0.01µF
Cout1.0µF
Iout=30mA
Cin1.0µF
6
3 1
2
Cfb100pF
R2
R1120kΩ
4
Vcont1.8V
Vin=VoutTYP+1.0V
VoutTYP=3.0V : R2=163.5kΩ
Cnp vs Noise
Iout vs Noise
0
50
100
150
200
250
300
1p 10p 100p 1000p 0.01u 0.1u
Cnp (F)
Noi
se (u
Vrm
s)
Cout=0.22uF
Cout=1.0uF
Cout=2.2uF
Ceramic
Tantalum
25
30
35
40
45
50
55
60
0 50 100 150 200
Iout (mA)
Noi
se (u
Vrm
s)
Cout=0.22uF
Cout=1.0uF
Cout=2.2uF
Ceramic
T antalum
Cnp vs Noise (Cout: Ceramic) Cfb=100pF, 1000pF, 0.01µF, 0.1µF
Iout vs Noise (Cout: Ceramic) Cfb=100pF, 1000pF, 0.01µF, 0.1µF
0
20
40
60
80
100
1000p 0.01u 0.1u
Cnp (F)
Noi
se (u
Vrm
s)
Cfb=100pFCfb=1000pFCfb=0.01uFCfb=0.1uF
1015202530354045505560
0 50 100 150 200
Iout (mA)
Noi
se (u
Vrm
s)
Cfb=100pFCfb=1000pFCfb=0.01uFCfb=0.1uF
低ノイズを要求される時にはCoutを大きくするよりもCnp,Cfbを大きくする方が効果的です。Cnp,Cfb容量は0.01µF∼ 0.1µFをお勧めします。ノイズ量は高い出力電圧品ほど多くなります。
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12. PIN DESCRIPTION 番号 名称 等価回路 説明
1 Vout 出力端子。 出力電圧Voutは以下の式で決まります。
R1R2R1VfbVout +×=
2 FB
Vout
Vin
Vref
1
2FB R2
R1
フィードバック端子。 この端子とGND間に抵抗R1、Vout端子間に抵抗R2を接続します。
3 Vin 入力端子 4 Vcont
4Vcont
320kΩ
500kΩ
ON/OFFコントロール端子。 Vcont > 1.8V : ON Vcont < 0.35V : OFF プルダウン抵抗(500kΩ)を内蔵しています。
5 GND GND接地端子 6 Np
Np6
ノイズパス端子。 ノイズ・バイパス・コンデンサをGND間に接続します。
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13. APPLICATIONS INFORMATION 13-1. 用語用語用語用語のののの定義定義定義定義 特性関連特性関連特性関連特性関連 注)各特性の項目は接合部温度(Tj)の影響が無いように短時間で測定されます。 出力電圧出力電圧出力電圧出力電圧(Vout) 入力電圧(Vin)をVoutTYP+1V , Iout=5mAとし、この
時に得られた出力電圧です。 出力電流出力電流出力電流出力電流(Iout) 通常使用できる出力電流。過熱保護が動作しない
範囲とします。 最大出力電流最大出力電流最大出力電流最大出力電流(IoutMAX) 入力電圧をVoutTYP+1Vとし、この時に得られた出
力電圧が、負荷電流(Iout)を流すことにより、90%に低下したときの出力電流です。 入出力間電圧降下入出力間電圧降下入出力間電圧降下入出力間電圧降下(Vdrop) 入力電圧の低下に伴って、回路が安定動作停止し
たときの、入出力電圧差です。 入力電圧を、標準時より徐々に低下させていき、
出力電圧が標準時より100mV低下したときの、入力と出力の電圧差です。 入力安定度入力安定度入力安定度入力安定度(Line Regulation : LinReg) 入力電圧を変化させた時の出力電圧変動値です。
負荷安定度負荷安定度負荷安定度負荷安定度(Load Regulation : LoaReg) 入力電圧をVoutTYP +1Vとし、負荷電流を変化さ
せた時の出力電圧変動値です。 リップルリップルリップルリップル除去比除去比除去比除去比(Ripple Rejection : R.R) 入力電圧を、VoutTYP +1.5Vとします。これに交流
波形を重畳させ、この入力波形と出力に現れた出力波形との電圧比です。 スタンバイスタンバイスタンバイスタンバイ電流電流電流電流(Istandby) コントロール端子電圧で出力電圧をOFFモードと
した時に流れる入力電流です。
保護回路関連保護回路関連保護回路関連保護回路関連 過電流保護過電流保護過電流保護過電流保護(Over Current Protection) 出力を誤ってGNDに接続した場合など、過大な電
流が流れようとした時、出力電流を制限しICを保護する機能です。 過熱保護過熱保護過熱保護過熱保護(Thermal Protection) レギュレータの電力損失が多い時、許容消費電力
を超えない様制限する機能です。チップ温度が約150に到達すると出力はOFFになります。しかし、チップの温度が低下すると、再び出力がONになります。 逆逆逆逆バイアスバイアスバイアスバイアス過電流防止過電流防止過電流防止過電流防止 一般的に、LDOレギュレータは出力から入力方向
にダイオードが有ります。入力-GND短絡等で入力が出力より下がりこのダイオードがONすると、出力端子から入力端子に電流が流れます。過大な電流の場合ICが破壊する事があります。 これを防止する為には、外部にショットキダイオ
ード等を接続し内部ダイオードがONするのを防ぐ必要があります。 本製品は逆バイアス過電流防止機能を備え、ICに
過大な電流が流れる事はありません。よって外部にダイオードを接続する必要も有りません。
Vin Vout
ESD耐圧耐圧耐圧耐圧 容量に電荷をチャージした後、各端子に接続し
(対GND 対Vin)破壊しないことを確認します。
MM 200pF 0Ω 200V以上 HBM 100pF 1.5kΩ 2000V以上
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13-2. 安定性安定性安定性安定性 出力側に、全温度及び全電圧範囲で容量値0.22µF
以上のコンデンサを接続すれば、どの出力電圧(1.3V≤VoutTYP≤14.5V)でもICは安定動作します。 しかし、部品にはばらつきが有ります。出来るだ
け容量は大きくしてご使用ください。大きい容量値ほど出力ノイズとリップルノイズは減少します。さらに出力側負荷変動に対する応答性も向上します。容量を大きくすることでICが破損することはありません。 また、低出力電圧品は発振し易くなります。Cout
容量を大きくするか、タンタルコンデンサをご使用ください。タンタルコンデンサのほうがより小さい値で同じ安定性を得られます。これはタンタルコンデンサのESRがダンピング抵抗として働き、ICがより安定な動作をすると考えられます。 アプリケーションの推奨値は、
Cin=Cout≧0.22µF です。
アプリケーション推奨値
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Cin≥0.22µF
Vin Vout
Cout≥0.22µF
Cnp≥0.001µF
GND
R2≤510kΩ
Cfb≥100pF
R1≤120kΩ
但し、いかなる条件でもこの値がベストではあり
ません。 次ページ「安定動作領域特性」を参照。使用条件
を考慮しCoutの値を選択してください。ロードトランジェントが重要な応用の時、Coutは出来るだけ大きくしてください。
入力コンデンサは電池が消耗し電源インピーダン
スが増加した時、あるいは電源までの引き回しラインが長い場合必要です。このコンデンサは複数のレギュレータICを使用しても1個で十分である場合、あるいはIC毎に必要な場合もあります。一概に言えません。実装状態で確認をお願いいたします。
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安定動作領域特性
Vout=1.3V ∼ 2.0V Vout=3.0V Vout=5.0V Vout=8.0V Vout=13.0V
0.01
0.1
1
10
100
0 100 200Iout (mA)
ESR
(Ω)
3
安定動作領域Cout=0.1µµµµF
不安定領域
0.01
0.1
1
10
100
0 100 200Iout (mA)
ESR
(Ω)
安定動作領域Cout=0.1µµµµF
0.01
0.1
1
10
100
0 100 200Iout (mA)
ESR
(Ω)
不安定領域
安定動作領域Cout=0.1µµµµF
0.01
0.1
1
10
100
0 100 200Iout (mA)
ESR
(Ω)
不安定領域
安定動作領域Cout=0.1µµµµF
0.01
0.1
1
10
100
0 100 200Iout (mA)
ESR
(Ω)
不安定領域
安定動作領域Cout=0.1µµµµF
全安定 Cout ≥ 0.22µF
上記グラフは低電圧及び少電流領域を除き0.1µF
のセラミックコンデンサで安定動作する事を意味します。 低電圧及び少電流領域では容量を大きくしなけれ
ば安定動作しません(0.22µF以上)。使用電圧、使用電流により最適な出力コンデンサCoutを選定してください。Coutは大きいほど安定動作します。出来るだけ大きい容量をご使用ください。 評価には、 京セラ製 CM05B104K10AB , CM05B224K10AB ,
CM105B104K16A , CM105B224K16A , CM21B225K10A
村田製 GRM36B104K10 , GRM42B104K10 , GRM39B104K25 , GRM39B224K10 , GRM39B105K6.3
等を使用。
セラミックコンデンサ−電圧、温度特性例
一般的にセラミックコンデンサには温度特性、電
圧特性があります。使用される電圧、温度を考慮し部品の選定をお願いします。B特性をお勧めいたします。
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13-3. Operating Region and Power Dissipation 内蔵の過熱保護回路が動作する接合部温度(Tj)でパッケージ損失は制限されます。このためパッケージ損失は、内部制限としています。パッケージは小型のため、それ単体での放熱特性はよくありません。PCBに取り付けることで熱が逃げます。この値は、PCBの材質、銅パターン等により変わります。 レギュレータの損失が多い(外部の温度が高い、あるいは放熱が悪い)時に過熱保護回路が動作します。保護回路が動作したとき、出力電流はとれず、出力電圧も低下する現象が観測されます。接合部温度(Tj)が設定温度に到達するとICは動作停止します。しかし、動作停止し接合部温度(Tj)が低下するとすぐに動作を開始します。 基板実装時基板実装時基板実装時基板実装時のののの熱抵抗熱抵抗熱抵抗熱抵抗をををを求求求求めるめるめるめる 動作時のチップ接合温度は、Tj=θja×Pd+Ta で示されます。TK11100CSの接合部温度(Tj)は、過熱保護回路により約150で制限されています。Pdは過熱保護回路を動作させた時の値です。 周囲温度を25とすると。
150=θja×Pd(W)+25 θja×Pd=125 θja=125/Pd (/W)
基板実装例
基板材質:2層ガラスエポキシ基板 (x=30mm、y=30mm、t=1.0mm 銅パターン厚35um)
簡単簡単簡単簡単ににににPdをををを求求求求めるめるめるめる方法方法方法方法 出力端子をGNDと短絡して入力電圧を徐々に上げ
て行き入力電流を測定します。 入力電圧を10V位まで徐々に上げます。初期の入
力電流値は瞬間最大出力電流値となりますが、チップの温度上昇により徐々に減少し、最終的には熱的平衡状態(自然空冷)となります。 一定に成った時の入力電流値と入力電圧値を用い
て計算します。
Pd(mW) ≅ Vin (V) × Iin (mA) 基板実装した場合多くは約約約約600mW以上と成ります。
注1:パッケージ許容消費電力を超えるような電力 (高いVin×Ishort(出力短絡電流))が瞬間的に加わる動作をさせた場合、内蔵の過熱保護回路が動作する前にICが破損する可能性が有ります。
0 25 50 75 100 150
Pd(mW)
Pd
D Pd
2
3
5
4
Ta ()
手順(PCB実装時に行います。)
1:Pdを求める(出力短絡時のVin×Iin) 2:Pdを25の線上にプロットする。 3:Pdと150の線を直線で結ぶ。(太実線) 4:設計上の使用最高温度の点より(例えば75とする)垂直に線を延ばす。(破線)
5:ディレーティングカーブ(太実線)と破線の交点を左に延ばしPdの値を読む(DPdとする)
6:DPd÷(VinMAX-Vout)=Iout at 75 最高温度時の最大使用電流は Iout≒DPd÷(VinMAX-Vout)となります。出来るだけ放熱しやすい工夫をし、素子温度を下げてご使用下さい。一般的に素子温度が低いほど信頼性が向上します。
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13-4. . ON/OFFコントロールコントロールコントロールコントロール レギュレータ以後の回路が非動作時に、レギュレ
ータはOFFにしてください。電力損失の少ない設計ができます。 コントロール電流が少ない為、CMOSロジックで
直接コントロール可能です。
コントロール端子電圧 (Vcont) 動作状態 Vcont > 1.8V ON Vcont < 0.35V OFF
並列接続並列接続並列接続並列接続にてにてにてにてon/offコントロコントロコントロコントロ----ルルルル
並列接続例
低電圧側(Vout=2.0V)のパワーロスが大きいため、
過熱する恐れが有ります。必要に応じ、上図のように抵抗(R)を使用し電力損失を低減させて下さい。過熱保護が動作した時、出力電圧の低下、または発振などが観測されます。 13-5. ノイズパスノイズパスノイズパスノイズパス端子端子端子端子 ノイズ特性はNp端子容量Cnpに拠り変わります。 Cnpの容量が大きいほど出力ノイズ特性は良くな
ります。標準値はCnp=0.001µFです。 ノイズが重要な設計ではCnpを大きくして下さい。
コンデンサを大きくしてもICは壊れません。 Cnp容量値によりOFF/ONの切り替えスピードが
変わります。切り替えスピードは容量が大きいと遅くなります。
13-6. 出力端子出力端子出力端子出力端子GND短絡評価時短絡評価時短絡評価時短絡評価時のののの注意点注意点注意点注意点 出力端子に付くCout(C成分)と短絡線(L成
分)による共振現象で、出力端子がマイナス電位と成ります。出力端子がマイナス側に入るとBip IC内で寄生Trが生じ、最悪の場合IC内でラッチアップ現象が起きる為パッケージの焼損(白煙)や破損に至ります。(f0 = 1 / 2π √(L C)) 上記共振現象はコンデンサのESR値が小さいセラ
ミックコンデンサ等に於いて顕著に現れます。この現象の対策として、短絡線と直列に2Ω以上の抵抗を接続して短絡する事で共振現象の低減が行えます。これによりIC内でのラッチアップ現象が防止出来ます。
ESRの大きいタンタル及び電解コンデンサでは、一般的にESR値が2Ω以上有り共振現象の影響が少なくなります。
2.0V
5V
3.3V
On/Off Cont.
Vin TK 11100CS
R TK 11100CS
TK 11100CS
Vout
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14. PACKAGE OUTLINE 6-lead surface mount discrete package. (SOT23-6)
2.9
1.6
1.1
0.3
Reference Mount Pad1.
3max
Mark
1 3
6 4
2.8 0.2
0.4
0.2
0.2
0.1
0.1
0~0.
1
+0.10−0.05
0.13
0.2
−0.0
5+0
.10
0.95 0.95
(0.3
)
Lead Free Mark
+−
+ −
+ −
+−
+−
M0.1
2.4
1.0
0.7
0.95 0.95
Unit : mm
Package Structure and Others Package Material : Epoxy Resin Mark Method : Laser Terminal Material : Copper Alloy Country of Origin : Japan Terminal Finish : Lead Free Solder Plating (5~20µm) Mass : 0.014g Solder Composition : Sn-Bi (4%max)
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15. NOTES このアプリケーションマニュアル記載の製品について、極めて高い信頼性が要求される以下の用途でのご使用をご検討の場合、またはこのアプリケーションマニュアルに記載された用途以外でのご使用を検討の場合は、必ず事前に当社半導体事業部営業技術部までご相談下さい。 自動車、船舶、航空機などの交通輸送システムにおける動力駆動系・操舵航法系・非常信号通信系および上記以外の系であってもその誤動作や機能停止が人命・身体・財産に重大な損害をもたらす恐れのある電子的手段による検出・計測・制御・表示などの機能を含む系。 血圧や心拍数などの医療計測装置、心臓ペースメーカや温熱療法などの治療装置、人工臓器や人工義足手システムなどの生体機能補助装置。 防災または防犯用電子機器・設備・システム
当社は品質/信頼性の向上に努めておりますが、半導体製品はある確率で故障が発生したり、誤動作する場合があります。当社半導体製品の故障または誤動作により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などを生じさせない冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計など安全設計に十分ご注意願います。 このアプリケーションマニュアル記載の内容は2006年03月現在のものです。記載内容を予告無く変更あるいは製造を中止することがあります。ご注文に際しては仕様・納入仕様書などの取り交わしをお願いします。 このアプリケーションマニュアルに記載された製品の使用法および回路を適用したり使用したことから生じる諸問題および第三者の特許権その他の知的財産権の侵害に対して、当社はその責任を負いません。また、当社の特許権その他の知的財産権の黙示その他による実施許諾は致しません。 当社の製造工程では、モントリオール議定書で規定されているオゾン層破壊物質(ODS)は一切使用しておりません。 特性例は、各製品の特性を代表するものでありますが、技術データであり、特性及び使用条件の保証をするものではありません。
16. OFFICES この資料に関するお問い合わせは、下記へご連絡下さい。 東光株式会社 半導体事業センター 営業技術部 350-2281 埼玉県鶴ヶ島市大字五味ヶ谷十八 TEL: 049-279-1655 FAX: 049-279-1861 IC回路設計部 350-2281 埼玉県鶴ヶ島市大字五味ヶ谷十八 TEL: 049-279-1661 FAX: 049-279-1861
Semiconductor Division
YOUR DISTRIBUTOR(取扱店)
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