輸入和輸出電容特性
輸入和輸出電容必須滿足預期工作溫度和工作電壓下的最小電容要求。陶瓷電容可采用各種各樣的電介質制造,溫度和電壓不同,其特性也不相同。對于5 V應用,建議采用電壓額定值為6.3 V至10 V的X5R或X7R電介質。Y5V和Z5U電介質的溫度和直流偏置特性不佳,因此不適合與LDO一起使用。
圖4所示為采用0402封裝的1 μF、10 V X5R電容與偏置電壓之間的關系。電容的封裝尺寸和電壓額定值對其電壓穩定性影響極大。一般而言,封裝尺寸越大或電壓額定值越高,電壓穩定性也就越好。X5R電介質的溫度變化率在-40℃至+85°C溫度范圍內為±15%,與封裝或電壓額定值沒有函數關系。
要確定溫度、元件容差和電壓范圍內的最差情況下電容,可用溫度變化率和容差來調整標稱電容,
如公式1所示:CEFF = CBIAS × (1 – TVAR) × (1 –TOL)(1)
其中,CBIAS是工作電壓下的標稱電容;TVAR是溫度范圍內最差情況下的電容變化率(百分率);TOL是最差情況下的元件容差(百分率)。
本例中,X5R電介質在–40°C至+85°C范圍內的TVAR為15%;TOL為10%;CBIAS在1.8 V時為0.94 μF,如圖4所示。將這些值代入公式1, 即可得出:CEFF = 0.94 μF × (1 – 0.15) × (1 – 0.1) = 0.719 μF
在工作電壓和溫度范圍內,ADP151的最小輸出旁路電容額定值為0.70 μF,因而此電容符合該項要求。
總結
為保證LDO的性能,必須正確認識并嚴格評估旁路電容的直流偏置、溫度變化率和容差。在要求低噪聲、低漂移或高信號完整性的應用中,也必須考慮電容技術。所有電容都存在一些不夠理想的行為效應,因此所選的電容技術必須與應用需求相適應。