Texas Instruments TPS7A13 300mA超低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器是一款小型低壓差穩(wěn)壓器 (LDO) ，具有出色的瞬態(tài)響應(yīng)。該器件可提供300mA電流，并具有出色的交流性能（負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)）。輸入電壓范圍為0.7V至2.2V，輸出電壓范圍為0.5V至2.05V，且在負(fù)載、線路和溫度范圍內(nèi)具有1%的超高精度。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments TPS7A13 300mA超低壓差穩(wěn)壓器數(shù)據(jù)手冊.pdf

主電源路徑通過IN引腳，可連接至電壓至少高于輸出電壓50mV的電源。所有電氣特性（包括出色的輸出電壓容差、瞬態(tài)響應(yīng)和PSRR）均針對輸入電壓（比輸出電壓高100mV）進(jìn)行規(guī)定，因此可實(shí)現(xiàn)高效率。該穩(wěn)壓器使用一個(gè)為LDO內(nèi)部電路供電的外部較高VBIAS電壓軌，支持很低的輸入電壓。例如，IN引腳的電源電壓可以是高效直流/直流降壓穩(wěn)壓器的輸出，而BIAS引腳電源電壓可來自可再充電電池。

Texas Instruments TPS7A13配備了一個(gè)有源下拉電路，用于在輸出處于禁用狀態(tài)時(shí)使其快速放電，并提供已知的啟動狀態(tài)。TPS7A13可采用超小型0.71mm × 1.0mm、6凸點(diǎn)DSBGA封裝，這使該器件非常適合空間受限的應(yīng)用。

特性

• 超低輸入電壓范圍：0.7V至2.2V
• 高效率
  • 300mA時(shí)的壓降：65mV（最大值）
  • 額定VIN = VOUT + 100 mV
• 出色的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
  • ILOAD在10μs內(nèi)從1mA變化到250mA時(shí)為20mV
• 在負(fù)載、線路和溫度范圍內(nèi)的精度為：1%
• 高PSRR：80dB（1kHz時(shí)）
• 可提供固定輸出電壓
  • 0.5V至2.05V（階躍為25mV）
• VBIAS范圍
  • 2.2V-5.5V
• 封裝
  • 6引腳、1mm × 0.71 mm DSBGA
• 有源輸出放電

功能框圖

德州儀器TPS7A13超低壓差穩(wěn)壓器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)推出的TPS7A13是一款300mA超低壓差(LDO)穩(wěn)壓器，專為低輸入/輸出電壓應(yīng)用場景設(shè)計(jì)。作為SBVS399A文檔(2021年12月發(fā)布，2022年5月修訂)描述的核心產(chǎn)品，該器件在0.7V至2.2V的超低輸入電壓范圍內(nèi)展現(xiàn)出卓越性能。

?關(guān)鍵特性?：

• ?超低壓差?：在300mA負(fù)載下僅65mV(最大值)的壓差
• ?寬輸出范圍?：0.5V至2.05V可調(diào)(25mV步進(jìn))
• ?高精度?：負(fù)載、線路和溫度變化時(shí)保持1%精度
• ?優(yōu)異瞬態(tài)響應(yīng)?：1mA至250mA負(fù)載階躍僅20mV偏差
• ?高PSRR?：1kHz時(shí)達(dá)80dB
• ?微型封裝?：6引腳DSBGA(0.71mm×1.0mm)

二、核心技術(shù)解析

2.1 雙電源架構(gòu)設(shè)計(jì)

TPS7A13采用創(chuàng)新性的雙電源輸入設(shè)計(jì)：

• ? 主電源路徑(IN引腳) ?：支持低至輸出電壓+50mV的輸入
• ? 偏置電源(BIAS引腳) ?：2.2V至5.5V范圍，為內(nèi)部電路供電

這種架構(gòu)使得器件能實(shí)現(xiàn)：

• 主路徑高效率工作(VIN可接近VOUT)
• 偏置電路由穩(wěn)定電源供電確保性能
• 典型應(yīng)用場景：IN接DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出，BIAS接電池

2.2 動態(tài)性能優(yōu)化

器件通過三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異瞬態(tài)響應(yīng)：

1. ?快速響應(yīng)誤差放大器?：10μs內(nèi)響應(yīng)250mA負(fù)載階躍
2. ?優(yōu)化補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)?：僅需1μF最小輸出電容即可穩(wěn)定
3. ? 主動放電電路(P版本) ?：禁用時(shí)36Ω下拉電阻快速放電

實(shí)測數(shù)據(jù)顯示：

• 100μA?320mA負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間<200μs
• 1V→2.2V線路瞬態(tài)偏差<1% VOUT

2.3 熱管理與可靠性

采用先進(jìn)的熱設(shè)計(jì)：

• 結(jié)到環(huán)境熱阻RθJA=148.5°C/W
• 熱關(guān)斷閾值165°C(典型值)
• 提供ΨJT和ΨJB熱參數(shù)便于PCB熱仿真

功率耗散公式：
PD = (VIN - VOUT) × IOUT + (VBIAS × IBIAS)

三、典型應(yīng)用方案

3.1 便攜設(shè)備電源樹設(shè)計(jì)

?應(yīng)用場景?：

• 智能手表/手環(huán)
• TWS耳機(jī)
• 醫(yī)療穿戴設(shè)備
  ?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?：
• 輸入電容≥0.75μF(建議2.2μF陶瓷電容)
• 輸出電容≥1μF(建議2.2μF陶瓷電容)
• BIAS電容≥0.1μF
• 布局時(shí)電容盡量靠近對應(yīng)引腳

3.2 相機(jī)模塊供電

?優(yōu)勢體現(xiàn)?：

• 80dB PSRR有效抑制電源噪聲
• 1%精度保障圖像傳感器供電質(zhì)量
• 超小封裝節(jié)省PCB空間

?典型參數(shù)?：

• 輸入：1.8V±5%
• 輸出：1.2V@200mA
• 紋波：<10mVpp

四、設(shè)計(jì)指南

4.1 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

?電容選型建議?：

?布局要點(diǎn)?：

1. 采用四層板設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先使用內(nèi)電層作為地平面
2. 輸入/輸出電容接地端使用多點(diǎn)過孔連接
3. 避免敏感模擬線路與LDO散熱銅皮重疊

4.2 熱設(shè)計(jì)計(jì)算示例

?給定條件?：

• VIN=1.2V, VOUT=0.9V
• IOUT=150mA連續(xù)，300mA峰值
• TA=85°C

?計(jì)算步驟?：

1. 功耗PD=(1.2-0.9)×0.3=90mW
2. 溫升ΔT=90mW×148.5°C/W=13.4°C
3. 結(jié)溫TJ=85+13.4=98.4°C <125°C(安全)

五、行業(yè)應(yīng)用展望

作為TI新一代LDO代表，TPS7A13在以下領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢：

1. ?物聯(lián)網(wǎng)終端?：低靜態(tài)電流(30μA典型值)延長電池壽命
2. ?SSD存儲?：快速瞬態(tài)響應(yīng)滿足NAND閃存突發(fā)電流需求
3. ?醫(yī)療電子?：1%精度保障生理信號采集質(zhì)量