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

數據手冊：*附件：Texas Instruments TPS7A13 300mA超低壓差穩壓器數據手冊.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、瞬態響應和PSRR）均針對輸入電壓（比輸出電壓高100mV）進行規定，因此可實現高效率。該穩壓器使用一個為LDO內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配備了一個有源下拉電路，用于在輸出處于禁用狀態時使其快速放電，并提供已知的啟動狀態。TPS7A13可采用超小型0.71mm × 1.0mm、6凸點DSBGA封裝，這使該器件非常適合空間受限的應用。

特性

• 超低輸入電壓范圍：0.7V至2.2V
• 高效率
  • 300mA時的壓降：65mV（最大值）
  • 額定VIN = VOUT + 100 mV
• 出色的負載瞬態響應
  • ILOAD在10μs內從1mA變化到250mA時為20mV
• 在負載、線路和溫度范圍內的精度為：1%
• 高PSRR：80dB（1kHz時）
• 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超低壓差穩壓器技術解析與應用指南

一、產品概述

德州儀器(TI)推出的TPS7A13是一款300mA超低壓差(LDO)穩壓器，專為低輸入/輸出電壓應用場景設計。作為SBVS399A文檔(2021年12月發布，2022年5月修訂)描述的核心產品，該器件在0.7V至2.2V的超低輸入電壓范圍內展現出卓越性能。

?關鍵特性?：

• ?超低壓差?：在300mA負載下僅65mV(最大值)的壓差
• ?寬輸出范圍?：0.5V至2.05V可調(25mV步進)
• ?高精度?：負載、線路和溫度變化時保持1%精度
• ?優異瞬態響應?：1mA至250mA負載階躍僅20mV偏差
• ?高PSRR?：1kHz時達80dB
• ?微型封裝?：6引腳DSBGA(0.71mm×1.0mm)

二、核心技術解析

2.1 雙電源架構設計

TPS7A13采用創新性的雙電源輸入設計：

• ? 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，為內部電路供電

這種架構使得器件能實現：

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

2.2 動態性能優化

器件通過三項關鍵技術實現優異瞬態響應：

1. ?快速響應誤差放大器?：10μs內響應250mA負載階躍
2. ?優化補償網絡?：僅需1μF最小輸出電容即可穩定
3. ? 主動放電電路(P版本) ?：禁用時36Ω下拉電阻快速放電

實測數據顯示：

• 100μA?320mA負載瞬態響應時間<200μs
• 1V→2.2V線路瞬態偏差<1% VOUT

2.3 熱管理與可靠性

采用先進的熱設計：

• 結到環境熱阻RθJA=148.5°C/W
• 熱關斷閾值165°C(典型值)
• 提供ΨJT和ΨJB熱參數便于PCB熱仿真

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

三、典型應用方案

3.1 便攜設備電源樹設計

?應用場景?：

• 智能手表/手環
• TWS耳機
• 醫療穿戴設備
  ?設計要點?：
• 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
• 布局時電容盡量靠近對應引腳

3.2 相機模塊供電

?優勢體現?：

• 80dB PSRR有效抑制電源噪聲
• 1%精度保障圖像傳感器供電質量
• 超小封裝節省PCB空間

?典型參數?：

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

四、設計指南

4.1 穩定性設計

?電容選型建議?：

?布局要點?：

1. 采用四層板設計時優先使用內電層作為地平面
2. 輸入/輸出電容接地端使用多點過孔連接
3. 避免敏感模擬線路與LDO散熱銅皮重疊

4.2 熱設計計算示例

?給定條件?：

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

?計算步驟?：

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

五、行業應用展望

作為TI新一代LDO代表，TPS7A13在以下領域具有顯著優勢：

1. ?物聯網終端?：低靜態電流(30μA典型值)延長電池壽命
2. ?SSD存儲?：快速瞬態響應滿足NAND閃存突發電流需求
3. ?醫療電子?：1%精度保障生理信號采集質量