LT1965系列低噪聲低壓差線性穩壓器：特性、應用與設計要點

在電子設計領域，線性穩壓器是保障電源穩定輸出的關鍵組件。今天要給大家詳細介紹的是Linear Technology公司的LT1965系列低噪聲低壓差線性穩壓器，它在諸多應用場景中都展現出了卓越的性能。

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一、LT1965系列的特性亮點

1. 強大的輸出能力

LT1965系列能夠提供高達1.1A的輸出電流，典型壓差僅為310mV。這意味著在較低的輸入輸出電壓差下，它依然可以穩定地為負載提供足夠的電流，滿足大多數電路的功率需求。

2. 低噪聲性能

其輸出噪聲極低，在10Hz至100kHz的帶寬范圍內，噪聲僅為40μVRMS。這使得它非常適合對噪聲敏感的射頻（RF）和數字信號處理（DSP）電源應用，能夠有效減少噪聲對電路性能的影響。

3. 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為1.8V至20V，這使得它在不同的電源環境下都能穩定工作，具有很強的適應性。

4. 低靜態電流

可調版本的靜態電流為500μA，在關機模式下靜態電流小于1μA。低靜態電流有助于降低功耗，延長電池供電設備的續航時間。

5. 豐富的保護功能

具備反向電池保護、限流折返保護、熱保護和反向電流保護等多種保護功能，能夠有效保護自身和負載，提高系統的可靠性。

6. 穩定的輸出電容兼容性

該系列穩壓器與低至10μF的輸出電容配合使用時依然穩定，并且支持陶瓷或鉭電容，為設計提供了更多的選擇。

二、引腳功能與配置

1. 引腳功能

• OUT（輸出引腳）：為負載提供電源，建議使用至少10μF的輸出電容以防止振蕩。在大負載瞬態應用中，需要更大的輸出電容來限制峰值電壓瞬變。
• SENSE（檢測引腳）：對于固定電壓版本，該引腳是誤差放大器的輸入。將其連接到穩壓器的輸出引腳可獲得最佳調節效果。在關鍵應用中，可采用開爾文檢測連接，將其連接到負載端以消除PCB走線電阻引起的電壓降。
• ADJ（調節引腳）：也是誤差放大器的輸入，典型偏置電流為1.3μA，參考地的電壓為1.20V。通過調節外部電阻的比例，可以設置輸出電壓。
• GND（接地引腳）：對于可調版本的LT1965，將設置輸出電壓的電阻分壓器底部直接連接到GND可獲得最佳調節效果。
• SHDN（關斷引腳）：將該引腳拉低可使LT1965進入低功耗狀態并關閉輸出。可使用邏輯或帶有上拉電阻的開集電極/漏極驅動該引腳。如果未使用，應將其連接到VIN。
• IN（輸入引腳）：為設備提供電源。如果距離主輸入濾波電容超過6英寸，需要在IN引腳處添加旁路電容。該引腳設計能夠承受相對于地和OUT引腳的反向電壓。
• Exposed Pad（外露焊盤）：僅適用于DFN和MSOP封裝，應直接連接到引腳4和5以及PCB地，可提供增強的熱性能。

2. 引腳配置

LT1965系列提供多種封裝形式，包括5引腳TO - 220、5引腳DD - Pak、熱增強型8引腳MSOP和8引腳3mm × 3mm DFN。不同封裝的引腳配置略有不同，但基本功能一致。

三、應用信息與設計要點

1. 可調操作

可調版本的LT1965輸出電壓范圍為1.20V至19.5V，通過兩個外部電阻的比例來設置輸出電壓。公式為(V_{OUT}=1.20V(1 + frac{R_2}{R1}) + I{ADJ} cdot R2)，其中(I{ADJ})為ADJ引腳的偏置電流，在25°C時為1.3μA。為了減少ADJ引腳偏置電流引起的輸出電壓誤差，建議(R_1)的值小于12.1k。

2. 輸出電容選擇

輸出電容的等效串聯電阻（ESR）會影響穩壓器的穩定性，尤其是在使用小電容時。建議使用ESR為0.3Ω或更小的至少10μF的輸出電容來防止振蕩。陶瓷電容的選擇需要特別注意，不同的電介質材料在溫度和電壓變化時表現不同。X5R和X7R電介質具有更穩定的特性，更適合作為輸出電容，但在使用時仍需驗證其在工作電壓下的電容值。

3. 過載恢復

LT1965具有安全工作區保護功能，當輸入輸出電壓差增大時，限流值會減小，以確保功率晶體管在安全工作區域內。在某些情況下，如輸出短路移除后或在輸入電壓已開啟的情況下拉高關斷引腳，可能會出現輸出無法恢復的問題，此時可能需要將輸入電源循環至零再重新啟動。

4. 輸出電壓噪聲

LT1965穩壓器在全負載運行時，在10Hz至100kHz帶寬內提供低輸出電壓噪聲。但在電路布局和測試時需要注意，附近走線的串擾可能會引入不必要的噪聲，同時電源紋波抑制能力有限，會有一小部分輸入噪聲傳遞到輸出。

5. 熱考慮

LT1965的最大額定結溫限制了其功率處理能力。功率耗散由兩部分組成：輸出電流乘以輸入輸出電壓差（(I{OUT} cdot (V{IN} - V{OUT}))）和GND引腳電流乘以輸入電壓（(I{GND} cdot V{IN})）。通過參考典型性能特性中的GND引腳電流曲線可以確定(I{GND})的值。在連續正常工作條件下，不要超過最大結溫額定值（E級和I級為125°C，H級為150°C）。對于表面貼裝器件，可以利用PCB和銅走線的散熱能力來實現散熱。

四、典型應用

1. 邏輯電源

LT1965系列可用于為邏輯電路提供穩定的電源，其低噪聲和低靜態電流特性有助于提高邏輯電路的性能和可靠性。

2. 開關電源的后置穩壓器

作為開關電源的后置穩壓器，LT1965可以進一步降低輸出電壓的紋波和噪聲，提供更純凈的電源。

3. 低噪聲儀器儀表

在對噪聲要求極高的儀器儀表應用中，LT1965的低噪聲性能能夠滿足其需求，確保測量結果的準確性。

五、相關部件推薦

Linear Technology還提供了一系列相關的線性穩壓器，如LT1129、LT1761、LT1762等，它們在輸出電流、輸入電壓范圍、壓差、靜態電流和噪聲等方面各有特點，可以根據具體的應用需求進行選擇。

總之，LT1965系列低噪聲低壓差線性穩壓器以其高性能、豐富的保護功能和多種封裝形式，為電子工程師在電源設計中提供了一個可靠的選擇。在實際應用中，需要根據具體的電路需求和工作條件，合理選擇引腳配置、輸出電容和散熱方式，以充分發揮其性能優勢。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。