Texas Instruments TPS7A21/TPA7A21-Q1 500mA超低壓差（LDO）穩(wěn)壓器是可提供500mA輸出電流的線性穩(wěn)壓器。該器件提供低噪聲、高PSRR以及出色的負(fù)載和線路瞬態(tài)性能，可滿足射頻和其他敏感模擬電路的要求。創(chuàng)新的設(shè)計技術(shù)，無需添加外部噪聲旁路電容器即可實現(xiàn)低噪聲性能。TPS7A21/TPA7A21-Q1具有低靜態(tài)電流，非常適合用于電池供電系統(tǒng)。Texas Instruments TPS7A21/TPA7A21-Q1具有2.0V至6.0V輸入電壓范圍和0.8V至5.5V輸出電壓范圍，可滿足各種系統(tǒng)要求。內(nèi)部精密參考電路可實現(xiàn)出色的精度；在整個負(fù)載、線路和溫度變化范圍內(nèi)，最大輸出電壓容差為1.5%。

數(shù)據(jù)手冊；

*附件：TPS7A21數(shù)據(jù)表.pdf

*附件：TPS7A21-Q1數(shù)據(jù)表.pdf

內(nèi)部軟啟動電路有助于控制浪涌電流，從而最大限度地降低啟動期間的輸入電壓降。該LDO可搭配小型陶瓷電容器實現(xiàn)穩(wěn)定工作，從而實現(xiàn)較小的總體解決方案尺寸。即使當(dāng)EN引腳未連接時，帶內(nèi)部控制下拉電阻器的智能使能輸入電路也能讓LDO禁用，幫助消除了下拉EN輸入所需的外部元件。TPA7A21-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100認(rèn)證。

特性

• 極低IQ ：6.5μA
• 輸入電壓范圍：2.0 V至6.0 V
• 輸出電壓范圍：0.8V至5.5V（每檔50mV）
• 高PSRR：91 dB（1 kHz時）
• 低輸出電壓噪聲：7.7μVRMS
• 低壓差
  • 500mA時為175mV（最大值）(2.5V V OUT )
• 智能EN下拉
• 輸出電壓容差：±1.5%
• 穩(wěn)定，搭配1μF陶瓷輸出電容
• 工作結(jié)溫范圍：–40°C至+125°C
• 0.602mm × 0.602mm強大DSBGA封裝

功能框圖

TPS7A21低噪聲低壓差線性穩(wěn)壓器的技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

TPS7A21是德州儀器(TI)推出的一款超小型、高性能低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器，具有500mA輸出電流能力。該器件采用創(chuàng)新的設(shè)計技術(shù)，在無需外部噪聲旁路電容的情況下即可實現(xiàn)優(yōu)異的低噪聲性能，非常適合為RF和其他敏感模擬電路供電。

?主要特性?：

• 超低靜態(tài)電流：僅6.5μA
• 輸入電壓范圍：2.0V至6.0V
• 輸出電壓范圍：0.8V至5.5V(50mV步進(jìn))
• 高PSRR：1kHz時達(dá)91dB
• 低輸出電壓噪聲：7.7μVRMS
• 低dropout電壓：500mA時最大175mV(2.5V輸出)

二、關(guān)鍵性能參數(shù)分析

1. 電氣特性

TPS7A21在-40°C至+125°C的寬溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定工作，其主要電氣特性包括：

• 輸出電壓精度：±1.5%(線電壓、負(fù)載和溫度變化)
• 靜態(tài)電流：6.5μA(典型值，VIN=6V)
• 短路電流限制：325mA(典型值)
• 熱關(guān)斷溫度：165°C(上升)

2. 噪聲與PSRR性能

作為面向射頻和精密模擬應(yīng)用設(shè)計的LDO，TPS7A21的噪聲和電源抑制比(PSRR)表現(xiàn)尤為突出：

• 輸出噪聲電壓：7.7μVRMS(10Hz-100kHz帶寬，VOUT=2.8V)
• PSRR在1kHz時可達(dá)91dB(IOUT=20mA)

三、應(yīng)用設(shè)計要點

1. 輸入輸出電容選擇

雖然TPS7A21在沒有輸入電容的情況下也能穩(wěn)定工作，但建議使用至少1μF的陶瓷電容以改善瞬態(tài)響應(yīng)和PSRR。輸出端需要1μF至200μF的陶瓷電容，ESR最高可達(dá)100mΩ。

?電容選擇建議?：

• 推薦使用X7R、X5R或C0G介質(zhì)的MLCC
• 避免使用Y5V介質(zhì)電容(溫度穩(wěn)定性差)
• 考慮電壓和溫度對有效容值的影響(可能降低50%)

2. 使能電路設(shè)計

TPS7A21具有智能使能功能：

• 內(nèi)置440kΩ下拉電阻(典型值)
• 當(dāng)EN>VEN(HI)(0.9V)時啟用輸出
• EN懸空時自動禁用輸出
• 啟用狀態(tài)下自動斷開下拉電阻以降低功耗

3. 熱設(shè)計考慮

采用0.602mm×0.602mm DSBGA封裝的TPS7A21具有較高的熱阻(θJA=197.1°C/W)，在滿負(fù)荷工作時需特別注意PCB散熱設(shè)計：

• 確保足夠的銅面積散熱
• 避免長時間工作在熱關(guān)斷狀態(tài)
• 計算最大功耗：PD=(VIN-VOUT)×IOUT

四、典型應(yīng)用場景

TPS7A21特別適合以下應(yīng)用：

1. ?移動設(shè)備?：智能手機、平板電腦和可穿戴設(shè)備的電源管理
2. ?工業(yè)應(yīng)用?：IP攝像頭、智能電表和現(xiàn)場變送器
3. ?醫(yī)療電子?：便攜式醫(yī)療設(shè)備的低噪聲電源
4. ?射頻系統(tǒng)?：RF前端、PLL、VCO和時鐘電源
5. ?精密模擬電路?：需要高PSRR和低噪聲的傳感器接口

五、設(shè)計注意事項

1. ?dropout工作模式?：當(dāng)VIN
2. ?啟動特性?：內(nèi)部軟啟動電路有助于控制浪涌電流，最小化啟動期間的輸入電壓跌落。
3. ?反向電流保護(hù)?：當(dāng)輸入電源掉電時，不應(yīng)依賴內(nèi)部有源放電電路來放電大容量輸出電容，否則可能導(dǎo)致反向電流損壞器件。
4. ?布局建議?：
   • 輸入輸出電容盡量靠近器件引腳
   • 使用低阻抗接地
   • 對于高功率應(yīng)用，考慮使用多個過孔散熱