輸入和輸出電容特性
輸入和輸出電容必須滿足預(yù)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(zhì)制造,溫度和電壓不同,其特性也不相同。對于5 V應(yīng)用,建議采用電壓額定值為6.3 V至10 V的X5R或X7R電介質(zhì)。Y5V和Z5U電介質(zhì)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(guān)系。電容的封裝尺寸和電壓額定值對其電壓穩(wěn)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(wěn)定性也就越好。X5R電介質(zhì)的溫度變化率在-40℃至+85°C溫度范圍內(nèi)為±15%,與封裝或電壓額定值沒有函數(shù)關(guān)系。
要確定溫度、元件容差和電壓范圍內(nèi)的最差情況下電容,可用溫度變化率和容差來調(diào)整標(biāo)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(biāo)稱電容;TVAR是溫度范圍內(nèi)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(zhì)在–40°C至+85°C范圍內(nèi)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(nèi),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(jié)
為保證LDO的性能,必須正確認(rèn)識并嚴(yán)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(yīng)用中,也必須考慮電容技術(shù)。所有電容都存在一些不夠理想的行為效應(yīng),因此所選的電容技術(shù)必須與應(yīng)用需求相適應(yīng)。