SGM2072：高性能CMOS電壓調節器的卓越之選

在電子設計領域，電壓調節器是不可或缺的重要組件。今天，我們將深入探討SGMICRO推出的SGM2072，一款采用CMOS技術設計的1.2A超高壓電源抑制比（PSRR）、快速負載瞬態響應、帶偏置軌的CMOS電壓調節器。

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一、產品概述

SGM2072是一款具有超高PSRR、快速瞬態響應、低噪聲和低壓差特性的線性調節器。它能夠提供1.2A的輸出電流能力，工作輸入電壓范圍為0.5V至5.5V，偏置電源電壓范圍為2.5V至5.5V，可調輸出電壓范圍為0.5V至3.3V。此外，它還具備邏輯控制關機模式、短路電流限制和熱關斷保護等功能，并且在禁用狀態下具有自動放電功能，可快速釋放輸出電壓。該產品采用綠色WLCSP - 0.8×1.2 - 6B - A封裝，工作溫度范圍為 - 40℃至 + 125℃。

二、產品特性亮點

1. 寬電壓范圍

輸入電源電壓范圍為0.5V至5.5V，偏置電源電壓范圍為2.5V至5.5V，能夠適應多種不同的電源環境。

2. 精準輸出

具有固定1.05V輸出，可調輸出范圍從0.5V到3.3V，在 + 25℃時輸出電壓精度為 ± 1.5%，確保了輸出電壓的穩定性和準確性。

3. 低功耗設計

低偏置輸入電流典型值為80μA，關機狀態下偏置輸入電流小于1μA，有效降低了功耗。

4. 高性能指標

低壓差電壓在1.2A負載時典型值為58mV，低噪聲典型值為34μVRMS，在1kHz時高PSRR典型值為75dB，保證了電源的純凈度和穩定性。

5. 保護功能完善

具備電流限制和熱保護功能，還有輸出自動放電功能，提高了產品的可靠性和安全性。

6. 穩定性好

搭配小尺寸陶瓷電容即可穩定工作，方便電路設計。

三、應用領域廣泛

SGM2072適用于多種設備，包括便攜式設備、智能手機以及工業和醫療設備等。在這些對電源穩定性和噪聲要求較高的應用場景中，SGM2072能夠發揮出色的性能。

四、典型應用電路

文檔中給出了固定電壓和可調電壓的典型應用電路。在設計電路時，我們需要注意以下幾點：

1. 輸入電容選擇（CIN）

輸入去耦電容應盡可能靠近VIN引腳放置，以確保設備的穩定性。建議選擇10μF或更大的X7R或X5R陶瓷電容，以獲得良好的動態性能。當VIN需要瞬時提供大電流時，需要使用大的有效輸入電容，多個輸入電容可以限制輸入跟蹤電感，增加輸入電容還可以限制振鈴并使其保持在設備絕對最大額定值以下。

2. 輸出電容選擇（COUT）

輸出電容應盡可能靠近VOUT引腳放置。選擇10μF或更大的X7R或X5R陶瓷電容可獲得良好的動態性能。SGM2072能夠保持穩定的COUT最小有效電容為4.7μF。由于陶瓷電容的溫度、直流偏置和封裝尺寸會改變有效電容，因此在設計時必須考慮足夠的COUT余量。此外，較大電容和較低ESR的COUT有助于提高高頻PSRR和改善負載瞬態響應。

五、電氣特性分析

1. 電壓精度

輸出電壓精度在不同溫度和負載條件下有明確的指標，在 + 25℃時精度為 ± 1.5%，在 - 40℃至 + 125℃溫度范圍內，負載電流從1mA到1.2A時，輸出電壓精度也能滿足設計要求。

2. 電源抑制比

在1kHz時，VIN到VOUT的PSRR典型值為75dB，VBIAS到VOUT的PSRR典型值為80dB，顯示了該調節器對電源噪聲的良好抑制能力。

3. 壓差電壓

VIN壓差電壓定義為當VOUT下降到95% × VOUT(NOM)時，VIN與VOUT之間的差值；VBIAS壓差電壓指當VIN和BIAS引腳連接在一起且VOUT下降到95% × VOUT(NOM)時，VBIAS - VOUT的值。對于輸出電壓低于1.6V的情況，VBIAS壓差電壓不適用，因為最小偏置電源電壓為2.5V。

4. 電流限制和保護

輸出電流限制在VOUT = 90% VOUT(NOM)，溫度范圍為 - 40℃至 + 85℃時，典型值為1.2A，最大值為2.7A；短路電流限制在VOUT = 0V時，典型值為0.9A。此外，還有熱關斷保護功能，當芯片溫度超過165℃時，芯片進入關斷狀態，直到溫度下降到135℃。

六、應用注意事項

1. 可調調節器

SGM2072 - ADJ的輸出電壓可以在0.5V至3.3V之間調節，通過將ADJ引腳連接到兩個外部電阻來實現。輸出電壓由公式 (V{OUT }=V{ADJ } timesleft(1+frac{R{1}}{R{2}}right)) 確定，其中 (V_{ADJ}=0.5V)。為了提高反饋回路穩定性和PSRR，增加瞬態響應并降低輸出噪聲，可以在R1上并聯一個電容CFF，R2 ≤ 10kΩ，CFF的有效電容范圍為1nF至100nF。

2. 使能操作

EN引腳用于啟用/禁用設備以及激活/停用輸出自動放電功能。當EN引腳電壓低于0.4V時，設備處于關機狀態，此時自動放電晶體管激活，通過一個88Ω（典型值）的電阻釋放輸出電壓；當EN引腳電壓高于1V時，設備處于激活狀態，輸出電壓被調節到預期值，自動放電晶體管關閉。當EN引腳浮空時，內部0.27μA（典型值）的電流源會將其拉低，確保SGM2072處于關機狀態，降低系統功耗。

3. 反向電流保護

由于NMOS功率晶體管具有固有的體二極管，當VOUT > VIN時，體二極管會正向偏置，反向電流從VOUT引腳流向VIN引腳會損壞SGM2072。如果在應用中預計VOUT > (VIN + 0.3V)，則需要在VOUT引腳和VIN引腳之間添加一個外部肖特基二極管來保護SGM2072。

4. 負偏置輸出

當輸出電壓為負時，由于寄生效應，芯片可能無法啟動。因此，在所有條件下都要確保輸出大于 - 0.3V。如果應用中預期有過大的負偏置輸出，可以在VOUT引腳和GND引腳之間添加一個肖特基二極管。

七、總結

SGM2072憑借其高性能、寬電壓范圍、完善的保護功能和低功耗等優點，成為電子工程師在設計各類電源電路時的理想選擇。在實際應用中，我們需要根據具體的設計要求，合理選擇輸入和輸出電容，正確使用可調調節器和使能操作，同時注意反向電流保護和負偏置輸出等問題，以充分發揮SGM2072的性能優勢。大家在使用SGM2072的過程中，有沒有遇到過一些獨特的問題或者有什么特別的應用經驗呢？歡迎在評論區分享交流。