GM1204AHZ-RL

快速动态响应低噪声 3A LDO 稳压器 GM1204 ·Data Sheet 产品特性 优化快速瞬态响应 输出电流：3A 压差电压：3A 时为 325mV 低噪声：9.8μVRMS（10Hz 至 100kHz） 电源抑制比：73dB 1mA 静态电流 宽输入电压范围：1.9V 至 20V 压差模式下静态电流小 固定输出电压：1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5V 1.21V 至 20V 的可调输出 典型应用 VIN 4V ± 5% VOUT 3.3V OUT IN 10μF 10μF IOUT(MAX) 3A GM1204-3.3 SHDN SENSE 图 1 典型应用 VOUT + 1.7 V and IOUT = 3 A条件下测 试过，因为功耗大于封装的最高额定值。 Rev.0 | 7 of 15 GM1204 Data Sheet 典型性能参数 除非另有说明，VIN = MAX(VOUT + 0.5V, 1.9 V), IOUT =10mA, CIN = 10µF，COUT = 10µF。 600 Io=100mA Io=1A Io=3A 500 DROPOUT VOLTAGE (V) 500 DROPOUT VOLTAGE (mV) 600 Tj=25° C Tj=125° C 400 300 200 100 Io=500mA Io=1.5A 400 300 200 100 0 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -40 -25 -10 5 LOAD CURRENT (A) 20 35 50 65 TEMPERATURE (° C) 80 95 110 125 图 5. 压差电压和温度的关系 图 4. 压差电压和负载电流的关系 1.8 5.0 1.6 1.4 SHUTDOWN CURRENT (μA) QUIESCENT CURRENT (mA) 4.0 3.0 2.0 1.0 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.0 0 0.5 1 1.5 LOAD CURRENT (A) 2 2.5 0 3 8 12 16 20 INPUT VOLTAGE (V) 图 7. 关机电流和输入电压的关系 图 6. 静态电流和输入电压的关系，IOUT=10mA 1.510 3.310 1.508 3.305 OUTPUT VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 4 1.506 1.504 1.502 3.300 3.295 3.290 1.500 3.285 0 0.5 1 1.5 LOAD CURRENT (A) 2 图 8. 1.5V 输出电压和负载电流的关系 manbasemi.com 2.5 3 0 0.5 1 1.5 LOAD CURRENT (A) 2 2.5 3 图 9. 3.3V 输出电压和负载电流的关系 Rev.0 | 8 of 15 Data Sheet GM1204 1.230 5.030 1.225 1.220 5.020 ADJ VOLTAGE (V) OUTPUT VOLTAGE (V) 5.025 5.015 5.010 5.005 1.215 1.210 1.205 1.200 5.000 1.195 4.995 0 0.5 1 1.5 LOAD CURRENT (A) 2 2.5 1.190 3 -55 -35 -15 85 105 5.0 4.50 4.40 4.0 CURRENT LIMIT (A) 4.30 4.20 4.10 4.00 3.0 2.0 1.0 3.90 0.0 3.80 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 TEMPERATURE (V) 80 95 110 2 125 5 8 11 14 INPUT/OUTPUT DIFFERENTIAL (V) 17 20 图 13. 输出限流值和输入输出压差的关系 图 12. 输出限流值和温度的关系 10000 1.90 Io=0.1A Io=0.5A Io=1A Io=1.5A Io=3A UVLO Rising UVLO Falling 1000 NOISE DENSITY (nV/√Hz) 1.85 UVLO VOLTAGE (V) 125 图 11. ADJ 引脚电压精度 图 10. 5.0V 输出电压和负载电流的关系 CURRENT LIMIT (A) 5 25 45 65 TEMPERATURE (° C) 1.80 1.75 100 10 1 1.70 0.1 1.65 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 TEMPERATURE (° C) 图 14. UVLO 阈值 manbasemi.com 80 95 110 125 10 100 1k 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 10M 图 15. 输出噪声谱密度, VIN=5V, VOUT=3.3V Rev.0 | 9 of 15 Data Sheet 9.80 100 9.60 80 9.40 60 PSRR (dB) INTEGRATED RMS OUTPUT NOISE (µ V) GM1204 9.20 40 9.00 20 8.80 Io=0.01A Io=0.5A Io=2A 0 8.60 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 LOAD CURRENT (mA) 2.5 图 16. 积分 RMS 输出噪声, VIN=5V, VOUT=3.3V 3.0 10 100 Io=0.1A Io=1A 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 图 17. 电源电压纹波抑制比, VIN=5V, VOUT=3.3V VIN(AC) VIN VOUT 图 18. 软启动， VIN=5.5V, VOUT=5.0V，IOUT=3A manbasemi.com VOUT(AC) 图 19. 负载瞬态响应， VIN=2.8V, VOUT=1.8V，IOUT=300mA to 3A Rev.0 | 10 of 15 Data Sheet GM1204 工作原理 GM1204 系列是针对快速瞬态响应而优化的 3 A 低压差稳 压器。该器件可在 325mV 的压差电压下提供 3 A 负载电 流。停机时，工作静态电流（1 mA）降至 1μA。除了低 静态电流外，GM1204 稳压器还具有多种保护功能，使其 能够安全运行。 输出电压噪声 GM1204 稳压器设计用于在满负荷运行时，在 10 Hz 至 100 kHz 的带宽上提供低输出电压噪声。在该频率范围 内，对于可调版本，使用电阻分压器产生更高的输出电 压，输出电压噪声会相应增大。GM1204 在 10 Hz 至 100 kHz 带宽范围内的积分噪声为 9.8μVRMS，而噪声在 3.3V 输出下增加到 27μVRMS，而固定输出版本的噪声变化较 小。 如果不注意电路布局和测试，可能会测量到更高的输出电 压噪声值。来自附近走线的串扰可能会在 GM1204 的输出 上产生不必要的噪声。还必须考虑电源纹波抑制；M1204 稳压器没有无限制的电源抑制，从而会将一小部分输入噪 声传递到输出。 当电源第一次接通时，随着输入电压的升高，输出跟随输 入，允许稳压器启动到非常重的负载情况下。在启动过程 中，随着输入电压的升高，输入到输出的电压差很小，允 许稳压器提供较大的输出电流。对于高输入电压，可能会 出现一个问题，即输出短路的消除后输出电压并未恢复。 其他稳压器也表现出这种现象，因此这并非 GM1204 所独 有。 当输入电压较高而输出电压较低时，输出负载较重时会出 现问题。常见情况发生在短路消除后，或者在输入电压已 接通后，将关机引脚拉高时。输出电压和负载可能在两点 处与输出电流曲线相交。如果发生这种情况，稳压器有两 个稳定的输出工作点。在这种情况下，可能需要将输入电 源降到零，然后再次调高，使输出恢复。. 欠压锁定 (UVLO) UVLO 电路监视输入电压， 以防止器件在 VIN 高于 VUVLO 之前导通。当 VIN 低于锁定电压迟滞时，UVLO 电路还会禁 用器件的输出。如果 VIN 下降，UVLO 电路将被激活以禁 用器件的输出。 过载恢复 过温保护 (OTP) GM1204 具有安全工作区域保护。当输入到输出电压增加 时，安全区域保护功能将降低电流限制，并将功率晶体管 保持在所有输入到输出电压值的安全工作区域内。该保护 设计用于在设备击穿之前的所有输入输出电压值下提供一 定的输出电流。 GM1204 实现了热关断保护。当结温 (TJ) 超过 150°C（典 型值）时，该器件将被禁用。当温度下降 20°C（典型 值）时，稳压器会自动再次打开。 manbasemi.com 为了可靠运行，请将结温限制在最大 125°C。连续运行 GM1204 直至进入热关机状态或结温高于 125°C 会降低长 期可靠性。 Rev.0 | 11 of 15 GM1204 Data Sheet 应用信息 GM1204 是一款高电流、低噪声、高精度、低压差线性稳 压器，能够为 3A 供电，典型压差电压为 325mV。输入电 压工作范围为 1.9V 至 20V。固定输出电压为 1.21V 至 5.0V。通过设置外部电阻，可调输出电压为 1.21V 至 20V。 输出电压设置 GM1204 的输出电压可以通过外部电阻器设置。输出电压 由 R1 和 R2 的值决定，如图 20 所示。R1 和 R2 的值可通 过以下公式计算。请注意，在关机时，输出被关闭，分压电 阻器电流为零。 𝑉𝑂𝑈𝑇 VIN 𝑅1 + 𝑅2 = 1.21 × 𝑅2 OUT IN 10μF 10μF GM1204 SHDN VOUT IOUT(MAX) 3A R1 ADJ 请将额外的电容器放在 2 英寸之后，并使用小于 0.25 英寸 的走线连接。选择输入电容是为了最大限度地减少负载电流 阶跃期间的瞬态输入压降。对于一般应用，强烈建议使用至 少 10μF 的输入电容来实现最小的输入阻抗。 如果 GM1204 和输入电源之间的走线电感较大，则快速的负载瞬态变化可 能会导致输入电压电平振铃，并超过绝对最大额定电压，从 而损坏器件。增加更多的输入电容可以限制振铃，并使其不 超过器件的绝对最大额定值。将这些电容器放置在尽可能靠 近引脚的位置，以优化性能并确保稳定性。 散热注意事项 热保护限制了 GM1204 的功耗。当功率开关上的功耗过大 (PD = (VIN - VOUT) x IOUT) 导致工作结温超过 150°C 时， OTP 电路启动动态关断功能并关闭功率开关。结温冷却 20°C 后，功率开关再次导通。当输出发生短路时，GM1204 输出电压将关闭至零。这可降低芯片温度，并最终在发生输 出短路时为用户提供最大的安全性。 结温不应超过绝对最大额定值下列出的绝对最大结温 TJ(MAX)，以避免对器件造成永久性损坏。最大允许功耗取决 于 IC 封装的热阻、PCB 布局、周围气流速率以及结与环境温 度之间的差异。最大功耗可以使用以下公式计算：: R2 图 20. 由外部电阻决定的输出电压 电源建议 GM1204 器件设计用于在 1.9 V 至 20 V 的输入电压电源范围 内工作。输入电压范围为器件提供了足够的裕量，以便获得 稳定的输出。 如果输入电源噪声很大，则具有低 ESR 的额外 输入电容可能有助于改善输出噪声性能。 压差电压 压差是指在特定输出电流下工作时，IN 和 OUT 引脚之间的 电压差。压差电压 VDO 也可以表示为功率开关在特定输出电 流下的压降，而功率开关完全在非饱和区域工作时，功率开 关可以表征为电阻 RDS(ON)。 因此，压差可以定义为 (VDO = VIN - VOUT = RDS(ON) x IOUT)。对于正常工作，建议的 LDO 工作 范围为 (VIN > VOUT + VDO) ，以获得良好的瞬态响应和 PSRR 性能。 换句话说，在压差区域运行时，性能将严重下 降。 输入和输出电容选择 GM1204 设计用于支持低等效串联电阻(ESR) 陶瓷电容器。 推荐使用 X7R、X5R 和 COG 级陶瓷电容器，因为它们在 整个温度范围内具有良好的电容稳定性，而使用 Y5V 额定 电容器则因电容变化较大而变得不正常。 𝑃𝐷(𝑀𝐴𝑋) = (𝑇𝐽(𝑀𝐴𝑋) − 𝑇𝐴 )/𝜃𝐽𝐴) 其中 TJ(MAX) 是最大结温，TA 是环境温度， θJA 是结到环境 热阻。 对于连续工作，绝对最大额定值指示的最大工作结温为 125°C。结邻环境热阻 θJA ，高度依赖于封装。对于 5 引脚 TO-263 封装，标准 JEDEC 51-7 高有效导热四层测试板上 的热阻 θJA, 为 30°C/W，TA = 25°C 时的最大功耗可以计算 如下 PD(MAX) = (125°C - 25°C) / (30°C/W) = 3.3W 最大功率耗散取决于固定 TJ(MAX)的工作环境温度和热阻 θJA.。最大功耗将随着环境温度的升高而降低。 布局指南 为了获得最佳性能，所有线路应尽可能短。 对输入、输出和接地使用宽导线或者敷铜，将寄生电气效应 降至最低。 建议最小输出电容为 10μF，ESR 小于等于 3Ω，以防止振 荡。首选 X5R 或 X7R 电介质。 将输出电容器尽可能靠近输出引脚。 暴露的散热焊盘应连接到一个较宽的接地层，以便有效散 热。 但是，陶瓷电容会随工作电压和温度而变化，设计工程师必 须了解这些特性。建议使用不低于 10μF（22μF 或更大的有 效电容）的电容器，以确保稳定性。 PCB 走线阻抗也有助 于提高电容的稳定性。 如果需要更大的电容（大于 22μF） manbasemi.com Rev.0 | 12 of 15 Data Sheet GM1204 外形尺寸 A A1 1 1 L L1 L2 V 4.470 0.000 1.480 0.710 0.310 1.170 9.880 8.200 4.670 0.150 1.680 0.910 0.530 1.370 10.180 8.600 1.700 T P. 6.700 6.900 15.140 15.540 5.080 5.480 2.340 2.740 0 8 1.400 1.600 6.300 R F. 7.800R F 0.176 0.000 0.058 0.028 0.012 0.046 0.389 0.323 0.184 0.006 0.066 0.036 0.021 0.054 0.401 0.339 0.067 T P. 0.264 0.596 0.200 0.092 0 0.055 0.272 0.612 0.216 0.108 8 0.063 0.248 R F. 0.307R F 图 21. 5 引脚 TO-263 manbasemi.com Rev.0 | 13 of 15 GM1204 Data Sheet 图 22. 16 引脚 TSSOP (1. 控制尺寸：毫米 (2. 尺寸： 毫米 英寸 (3. 裸露焊盘推荐最小 PCB 金属尺寸 manbasemi.com Rev.0 | 14 of 15 Data Sheet GM1204 订购指南 1 型号1 温度范围 封装描述 封装选项 GM1204AHZ-RL GM1204AREZ-R7 −40°C 至 +125°C −40°C 至 +125°C TO-263 TSSOP-16 H-5 RE-16 Z = 符合 RoHS 标准的部件。 manbasemi.com Rev.0 | 15 of 15 @2023