DS8241-33S5 LDO稳压器技术详解：特性、应用与设计指南
DS8241-33S5 LDO稳压器技术详解：特性、应用与设计指南
DS8241-33S5是一款高性能的LDO稳压器，具有宽输入电压范围（2V至23V）、低静态电流（1.5uA）和高输出电流（500mA）等特点。该产品支持使能控制，可广泛应用于电池供电设备、低功耗微处理器、无线通讯设备等领域。本文将详细介绍DS8241-33S5的技术规格、应用电路和设计注意事项。
产品描述
DS8241系列是一组低压差（LDO）转换器，具有2V至23V宽电压输入范围、低压差、低功耗和小型化封装等特性。DS8241低至1.5uA的低静态电流特性，特别适合用于电池供电、长时间待机系统设备应用，能帮助降低系统设备的待机功耗，有效延长待机时间和电池使用寿命。
DS8241具有带EN使能功能，将EN脚拉低可进入关断模式，此关断模式下静态电流可降至仅100nA（典型值）。DS8241系列支持输出电容采用陶瓷电容器，在2V至23V的宽输入电压范围内和整个输出负载电流0mA-500mA范围内稳定工作。
产品特性
- 1.5uA静态电流（无负载）
- ±1%输出电压精度
- 500mA输出瞬间最大电流
- 100nA关断电流
- 宽范围输入电压：2V至23V
- 低压差：0.35V（Vo=5V/Io=100mA条件下）
- 支持固定输出电压：1.8V, 3.3V, 5V
- 支持可调电压输出
- 支持陶瓷电容或者钽电容
- 限流保护
- 过温保护
- 提供SOT-23-5 & DFN1x1-4L封装
产品应用
- 手持式、电池供电设备
- 低功耗微处理器
- 笔记本电脑、掌上型电脑和PDA
- 无线通讯设备
- 音频/视频设备
- 车载导航系统
- 工业控制
- 智能电表
- 智能家居
DS8241-33S5丝印
DS8241引脚定义
引脚描述
产品价格
产品信息
典型应用电路
图 1：固定输出带使能功能和输出电压检测功能之应用电路
图 2: DS8241N 可调输出电压应用电路
图 3：带使能功能的固定输出电压应用电路
产品框图
极限参数
建议应用条件
输入电压 VIN ：2.0V to 23V
应用结温范围 ： -40 oC to 125 oC
应用环温范围：-40 oC to 85 oC
电气特性
(VIN =12V, VEN =5V, TA=25oC 除另有说明外)
Note 1. 任何超过“最大耐压值”的应用可能会导致芯片遭受永久性损坏。这些是额定最大耐压值，仅表示在这个范围内芯片不会损伤，但不保证所有性指标都正常，在任何超过"最大耐压值“的场合使用，都可能导致芯片永久性损坏。在接近或等于最大耐压值情况下使用，可能会影响产品可靠性。
Note 2. θJA 测量条件： TA = 25°C，使用 DSTECH EVB 板。
Note 3. 当 VIN > VOUT 时，静态电流如电气规格所标示，但当 VIN ≤ VOUT 时，静态电流会比电气规格所标示大。
应用指导
输入和输出电容
DS8241系列产品应用，需要选择合适的输入电容和输出电容，以确保产品应用获得稳定可靠的性能。使用1uF或者更大容值的输入电容，并将其靠近IC的VIN和GND pin脚摆放。输出电容可选用1mΩ以上ESR（等效串联阻抗），有效容值1uF至22uF的电容。并将输出电容靠近IC的VOUT和GND脚摆放。增加输出电容的容值和降低ESR能够提升电路的PSRR和瞬态响应能力。
Dropout 电压
DS8241系列采用PMOS传输晶体管来实现低压差。当(VIN – VOUT)小于(VDROP)时，PMOS晶体管处于线性工作区域，输入至输出阻抗即为PMOS的RDS(ON)，在此状态下，PMOS等效于一颗电阻，VDROP和输出电流近似成比例。和其他线性电压转换器一样，DS8241系列的PSRR和瞬态响应能力会随着(VIN – VOUT)压差接近VDROP而下降。
可调输出电压应用
DS8241N带SNS Pin版本可同时作为可调输出电压LDO。图2是可调输出电压典型应用电路。从VOUT到SNS的分压电阻网络设定输出电压，输出电压值由R1和R2的值决定。为确保输出电压的输出精度，需要合理选择R1和R2的值，以减少SNS脚处输入电流的温度影响。为了满足上述要求，建议流过分压电阻器的电流大于50uA。可调输出电压计算公式如下：
(1)
VSNS取决于选用的产品型号，如DS8241N-18XX，VSNS值为1.8V。最大可调输出电压值为5V，为了获得最大范围的可调输出电压应用，建议使用DS8241N-18S5（此时公式1中的VSNS为1.8V）。由于可调输出分压电阻最小50uA电流的要求，整个降压电路的静态电流不再是1.5uA。
电流限制功能
DS8241系列产品内部的电流限制器可持续监控及控制输出功率晶体管，将输出电流限制至700mA（典型值）。限流功能确保输出可以短路至地，器件不会损坏。
OTP (过温度保护)
当产品的结点温度超过160°C（典型值）时，DS8241会关闭P-MOS关闭输出。当结点温度往回降大约15°C时，IC会重新自动重启工作。
热散功率
持续工作时，IC的结点温度不应超过其额定值。最大的热散功率取决于IC封装的热阻、PCB布图、周围气流速率以及结点和环境温度的差异。最大热散功率计算如下：
环温TA=25°C, 使用DSTECH PCB,
SOT-23-5封装：
PD (Max) = (125°C − 25°C) / (220°C/W) = 0.45W
DFN1x1-4L封装：
PD (Max) = (125°C − 25°C) / (195°C/W) = 0.51W
热散功率(PD)等于输出电流和LDO上的压降的乘积，计算公式如下：
PD = (VIN – VOUT) × IOUT
Layout注意事项
将输入电容、输出电容和LDO放置在PCB的同一面，并尽量将电容器靠近IC的输入输出脚摆放，可实现电路最佳性能。输入电容和输出电容的接地连接必须拉回到DS8241的接地引脚，并使用短而粗的铺线连接。避免使用长走线、窄走线、或者通过过孔走线，这些会增加寄生电感和电阻，导致电路性能变差，特别是在瞬态工作条件下。