JAJY121B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   概要
  4.   静止電流 (IQ) に寄与する要素
  5.   低静止電流 (IQ) が新たな課題をもたらす理由
    1.     過渡応答
    2.     リップル
    3.     ノイズ
    4.     ダイ・サイズとソリューション面積
    5.     リーケージとスレッショルド未満領域での動作
  6.   低静止電流 (IQ) の障壁を打破する方法
    1.     過渡応答の課題への対処
    2.     スイッチング ノイズの問題への対処
    3.     他のノイズ問題への対処
    4.     ダイ サイズとソリューション面積の問題への対処
    5.     リーケージとスレッショルド未満領域での動作という問題への対処
  7.   電気的特性
    1.     18
    2.     低静止電流 (IQ) の設計におけるシステムの潜在的な落とし穴を回避
    3.     低消費電流 (IQ) の実現とフレキシビリティを両立
    4.     外付け部品点数を低減することで車載アプリケーションの IQ を低減
    5.     システム レベルで低静止電流 (IQ) をサポートする機能をスマート オンまたはスマート イネーブルにする
  8.   まとめ
  9.   低静止電流 (IQ) に関連する主な製品カテゴリ

ノイズ

克服が必要になる別の障壁は、静止電流 (IQ) バイアスの減少に伴う各アンプ内の自己ノイズの増大です。LDO 内のノイズの大半に寄与する内部ブロック (図 7 を参照) はリファレンス・システム (バンドギャップ)、誤差アンプ、出力電圧を分圧する抵抗デバイダです。図 8 に、代表的なノイズ・プロファイルと周波数の対比を示します。これらのブロックが生成するノイズのうち、主な 2 種類は次のとおりです。

  • 熱雑音 (「4kTR 雑音」とも呼びます) は、超低静止電流 (IQ) の設計で特に大きい懸案事項になります。この雑音は、使用している抵抗に直線的に比例するからです。誤差アンプとリファレンス・ブロック内で使用する抵抗由来のバイアス電流と、抵抗デバイダの一部として使用する抵抗は両方とも、1kHz を超える周波数では熱雑音に対する支配的な寄与要素になります。
  • フリッカ・ノイズ (「1/f ノイズ」とも呼びます) は、周波数が 100Hz 未満の低周波ノイズであり、リファレンス・システム内と誤差アンプ内の差動ペアのサイズを大きくすると低減できます。しかし、差動ペアのサイズを大きくすることはナノパワー設計に対する障害をもたらします。差動ペアのリーケージと静電容量が増えることで、応答時間が遅くなるためです。

特定の静止電流 (IQ) の結果として生じるノイズを求める簡単な方法は、懸案となる周波数範囲全体で積分したノイズに、関心のある動作ポイント (電圧) での静止電流 (IQ) を乗算することです。通常、これらの数値は両方ともデバイス固有のデータシートで見つかります。

GUID-20210902-SS0I-JSR5-XXVV-2PZKWC5BRDT7-low.gif図 7 簡略化した LDO ブロック図
GUID-20210902-SS0I-F9RX-QDBC-WNPM3MMR13Z7-low.gif図 8 スペクトル・ノイズ密度の例