深入解析SGM2061：450mA超低噪聲高PSRR線性穩(wěn)壓器

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，線性穩(wěn)壓器扮演著至關(guān)重要的角色。今天我們要深入探討的SGM2061，就是一款性能卓越的線性穩(wěn)壓器，它以超低噪聲、高電源抑制比（PSRR）和超薄封裝等特性脫穎而出。

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一、產(chǎn)品概述

SGM2061是SGMICRO推出的一款低噪聲、高PSRR和低壓差電壓線性穩(wěn)壓器。它能夠提供高達(dá)450mA的輸出電流，典型壓差電壓僅為70mV，工作輸入電壓范圍為1.9V至5.5V。固定輸出電壓有1.8V、2.5V、2.8V、3.0V、3.3V和5.0V可選。此外，它還具備邏輯控制關(guān)機(jī)模式、短路電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)等功能，并且擁有自動(dòng)放電功能，可在禁用狀態(tài)下快速放電輸出電壓。該產(chǎn)品適用于需要低噪聲和快速瞬態(tài)響應(yīng)電源的應(yīng)用，如智能手機(jī)相機(jī)模塊的電源等。

二、產(chǎn)品特性

2.1 寬輸入電壓范圍

工作輸入電壓范圍為1.9V至5.5V，使它能適應(yīng)多種電源環(huán)境，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了更廣泛的選擇。

2.2 高耐壓使能引腳

使能引腳能接受高于電源電壓且最高達(dá)5.5V的電壓，增強(qiáng)了其在復(fù)雜電路中的兼容性和穩(wěn)定性。

2.3 多固定輸出電壓

提供從1.8V到5.0V的多種固定輸出電壓，滿足不同設(shè)備對(duì)電源電壓的需求。

2.4 大輸出電流

可提供450mA的輸出電流，能為大多數(shù)中小功率設(shè)備穩(wěn)定供電。

2.5 高精度輸出電壓

在+25℃時(shí)，輸出電壓精度為±1%，確保了輸出電壓的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.6 超低靜態(tài)電流

典型靜態(tài)電流僅為15μA，有效降低了功耗，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

2.7 低噪聲與高PSRR

在1kHz時(shí)，PSRR典型值為92dB，能有效抑制電源噪聲，輸出電壓噪聲典型值僅為(10 μV_{RMS})，為對(duì)噪聲敏感的設(shè)備提供了干凈的電源。

2.8 完善的保護(hù)功能

具備短路電流限制和熱關(guān)斷保護(hù)功能，保障了設(shè)備在異常情況下的安全性和穩(wěn)定性。

2.9 快速瞬態(tài)響應(yīng)

能夠快速響應(yīng)負(fù)載變化，確保輸出電壓的穩(wěn)定。

2.10 自動(dòng)放電功能

在禁用狀態(tài)下可快速放電輸出電壓，提高了系統(tǒng)的安全性。

2.11 小尺寸陶瓷電容兼容性

使用小尺寸陶瓷電容即可穩(wěn)定工作，節(jié)省了電路板空間。

2.12 寬工作溫度范圍

工作溫度范圍為-40℃至+125℃，適用于各種惡劣環(huán)境。

2.13 超薄封裝

采用超薄的Green WLCSP - 0.64×0.64 - 4B - A封裝，滿足了對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM2061的出色性能使其在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括便攜式電子設(shè)備、煙霧探測(cè)器、IP攝像機(jī)、無線局域網(wǎng)設(shè)備、電池供電設(shè)備、智能手機(jī)和平板電腦、數(shù)碼相機(jī)和音頻設(shè)備等。

四、典型應(yīng)用電路

典型的應(yīng)用電路中，輸入電壓通過一個(gè)1μF的電容CIN連接到SGM2061的IN引腳，輸出電壓通過一個(gè)1μF的電容COUT從OUT引腳輸出。EN引腳用于控制穩(wěn)壓器的開啟和關(guān)閉，GND引腳接地。這種簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，為工程師的設(shè)計(jì)提供了便利。

五、引腳配置與功能

5.1 IN引腳

輸入電壓供應(yīng)引腳，建議使用1μF或更大的陶瓷電容從IN引腳接地，以獲得良好的電源去耦效果，且該電容應(yīng)盡可能靠近IN引腳放置。

5.2 OUT引腳

穩(wěn)壓輸出引腳，建議使用有效電容在0.5μF至10μF范圍內(nèi)的陶瓷電容，以確保穩(wěn)定性，電容應(yīng)靠近OUT引腳。

5.3 EN引腳

使能引腳，高電平開啟穩(wěn)壓器，低電平關(guān)閉。該引腳有一個(gè)內(nèi)部0.03μA的下拉電流源，確保在引腳浮空時(shí)設(shè)備關(guān)閉。若不使用使能功能，此引腳必須連接到IN引腳。

5.4 GND引腳

接地引腳。

六、電氣特性

6.1 輸入輸出特性

工作輸入電壓范圍為1.9V至5.5V，輸出電壓精度在不同條件下有明確的指標(biāo)，如在+25℃時(shí)為±1%。

6.2 壓差電壓

在輸出電流為450mA、輸出電壓為2.8V時(shí)，典型壓差電壓為70mV。

6.3 輸出電流限制

輸出電流限制在不同溫度下有相應(yīng)的范圍，如在-20℃至+125℃時(shí)，典型值為450至900mA。

6.4 靜態(tài)電流與關(guān)機(jī)電流

靜態(tài)電流典型值為15μA，關(guān)機(jī)電流典型值為0.03μA。

6.5 使能引腳閾值與下拉電流

使能引腳閾值電壓在不同輸入電壓下有明確規(guī)定，下拉電流也有相應(yīng)的范圍。

6.6 開啟時(shí)間

從使能信號(hào)有效到輸出電壓達(dá)到90%標(biāo)稱值的開啟時(shí)間典型值為100至240μs。

6.7 PSRR與輸出電壓噪聲

在不同頻率下，PSRR和輸出電壓噪聲有不同的表現(xiàn)，如在1kHz時(shí)PSRR典型值為92dB，在10Hz至100kHz范圍內(nèi)，輸出電壓噪聲與輸出電流有關(guān)。

七、典型性能特性

文檔中給出了多個(gè)典型性能特性曲線，包括PSRR與頻率關(guān)系、輸出噪聲密度與頻率關(guān)系、地引腳電流與輸出電流關(guān)系、壓差電壓與輸出電流和溫度關(guān)系、負(fù)載調(diào)整率與溫度關(guān)系、使能開啟和關(guān)閉響應(yīng)、線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)等。這些曲線直觀地展示了SGM2061在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，有助于工程師更好地了解和應(yīng)用該產(chǎn)品。

八、應(yīng)用信息

8.1 輸入輸出電容選擇

輸入去耦電容應(yīng)盡可能靠近IN引腳，建議使用1μF或更大的X7R或X5R陶瓷電容以獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。輸出電容對(duì)于維持LDO的穩(wěn)定性至關(guān)重要，建議使用X7R和X5R陶瓷電容，其有效電容受溫度、直流偏置和封裝尺寸影響，需評(píng)估其是否滿足穩(wěn)定性要求。SGM2061要求輸出電容的最小有效電容為0.5μF，較大電容和較低ESR的輸出電容有助于提高高頻PSRR和改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

8.2 使能控制

EN引腳用于控制設(shè)備的開啟和關(guān)閉，以及激活或禁用輸出自動(dòng)放電功能。當(dāng)EN引腳電壓低于0.6V時(shí)，設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，有自動(dòng)放電功能；當(dāng)電壓高于1V時(shí)，設(shè)備處于工作狀態(tài)，自動(dòng)放電晶體管關(guān)閉。

8.3 反向電流保護(hù)

當(dāng)輸出電壓高于輸入電壓0.3V時(shí)，功率晶體管的體二極管會(huì)正偏，導(dǎo)致反向電流可能損壞SGM2061。在這種情況下，可在OUT和IN引腳之間添加外部肖特基二極管進(jìn)行保護(hù)。

8.4 負(fù)偏置輸出處理

當(dāng)輸出電壓為負(fù)時(shí)，芯片可能因寄生效應(yīng)無法啟動(dòng)，需確保輸出電壓大于 - 0.3V。若應(yīng)用中存在較大負(fù)偏置輸出，可在OUT引腳和GND引腳之間添加肖特基二極管。

8.5 輸出電流限制與短路保護(hù)

過載時(shí)，輸出電流內(nèi)部限制在900mA（典型值）；OUT引腳短路到地時(shí)，短路保護(hù)將輸出電流限制在500mA（典型值）。

8.6 熱關(guān)斷

當(dāng)芯片溫度超過熱關(guān)斷閾值時(shí)，SGM2061將進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，直到溫度降至+140℃。

8.7 功耗計(jì)算

SGM2061的功耗可通過公式(P{D}=(V{IN } - V{OUT }) × I{OUT })計(jì)算，最大允許功耗受多種因素影響，包括結(jié)溫與環(huán)境溫度差、封裝熱阻、環(huán)境氣流和PCB布局等，可通過近似公式(P{D(MAX)}=(T{J(MAX)} - T{A}) / theta{JA})計(jì)算。

九、總結(jié)

SGM2061憑借其出色的性能和豐富的功能特性，在電源管理領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢(shì)。無論是對(duì)噪聲敏感的音頻設(shè)備，還是對(duì)空間要求較高的便攜式電子設(shè)備，它都能提供穩(wěn)定、干凈的電源。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，SGM2061無疑是一個(gè)值得考慮的選擇。大家在實(shí)際應(yīng)用中，是否遇到過類似穩(wěn)壓器的一些特殊問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。