Texas Instruments TPS7A13 300mA超低压差 (LDO) 稳压器是一款小型低压差稳压器 (LDO) ，具有出色的瞬态响应。该器件可提供300mA电流，并具有出色的交流性能（负载和线路瞬态响应）。输入电压范围为0.7V至2.2V，输出电压范围为0.5V至2.05V，且在负载、线路和温度范围内具有1%的超高精度。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS7A13 300mA超低压差稳压器数据手册.pdf

主电源路径通过IN引脚，可连接至电压至少高于输出电压50mV的电源。所有电气特性（包括出色的输出电压容差、瞬态响应和PSRR）均针对输入电压（比输出电压高100mV）进行规定，因此可实现高效率。该稳压器使用一个为LDO内部电路供电的外部较高VBIAS电压轨，支持很低的输入电压。例如，IN引脚的电源电压可以是高效直流/直流降压稳压器的输出，而BIAS引脚电源电压可来自可再充电电池。

Texas Instruments TPS7A13配备了一个有源下拉电路，用于在输出处于禁用状态时使其快速放电，并提供已知的启动状态。TPS7A13可采用超小型0.71mm × 1.0mm、6凸点DSBGA封装，这使该器件非常适合空间受限的应用。

特性

• 超低输入电压范围：0.7V至2.2V
• 高效率
  • 300mA时的压降：65mV（最大值）
  • 额定VIN = VOUT + 100 mV
• 出色的负载瞬态响应
  • ILOAD在10µs内从1mA变化到250mA时为20mV
• 在负载、线路和温度范围内的精度为：1%
• 高PSRR：80dB（1kHz时）
• 可提供固定输出电压
  • 0.5V至2.05V（阶跃为25mV）
• VBIAS范围
  • 2.2V-5.5V
• 封装
  • 6引脚、1mm × 0.71 mm DSBGA
• 有源输出放电

功能框图

德州仪器TPS7A13超低压差稳压器技术解析与应用指南

一、产品概述

德州仪器(TI)推出的TPS7A13是一款300mA超低压差(LDO)稳压器，专为低输入/输出电压应用场景设计。作为SBVS399A文档(2021年12月发布，2022年5月修订)描述的核心产品，该器件在0.7V至2.2V的超低输入电压范围内展现出卓越性能。

‌关键特性‌：

• ‌超低压差‌：在300mA负载下仅65mV(最大值)的压差
• ‌宽输出范围‌：0.5V至2.05V可调(25mV步进)
• ‌高精度‌：负载、线路和温度变化时保持1%精度
• ‌优异瞬态响应‌：1mA至250mA负载阶跃仅20mV偏差
• ‌高PSRR‌：1kHz时达80dB
• ‌微型封装‌：6引脚DSBGA(0.71mm×1.0mm)

二、核心技术解析

2.1 双电源架构设计

TPS7A13采用创新性的双电源输入设计：

• ‌ 主电源路径(IN引脚) ‌：支持低至输出电压+50mV的输入
• ‌ 偏置电源(BIAS引脚) ‌：2.2V至5.5V范围，为内部电路供电

这种架构使得器件能实现：

• 主路径高效率工作(VIN可接近VOUT)
• 偏置电路由稳定电源供电确保性能
• 典型应用场景：IN接DC/DC转换器输出，BIAS接电池

2.2 动态性能优化

器件通过三项关键技术实现优异瞬态响应：

1. ‌快速响应误差放大器‌：10μs内响应250mA负载阶跃
2. ‌优化补偿网络‌：仅需1μF最小输出电容即可稳定
3. ‌ 主动放电电路(P版本) ‌：禁用时36Ω下拉电阻快速放电

实测数据显示：

• 100μA↔320mA负载瞬态响应时间<200μs
• 1V→2.2V线路瞬态偏差<1% VOUT

2.3 热管理与可靠性

采用先进的热设计：

• 结到环境热阻RθJA=148.5°C/W
• 热关断阈值165°C(典型值)
• 提供ΨJT和ΨJB热参数便于PCB热仿真

功率耗散公式：
PD = (VIN - VOUT) × IOUT + (VBIAS × IBIAS)

三、典型应用方案

3.1 便携设备电源树设计

‌应用场景‌：

• 智能手表/手环
• TWS耳机
• 医疗穿戴设备
  ‌设计要点‌：
• 输入电容≥0.75μF(建议2.2μF陶瓷电容)
• 输出电容≥1μF(建议2.2μF陶瓷电容)
• BIAS电容≥0.1μF
• 布局时电容尽量靠近对应引脚

3.2 相机模块供电

‌优势体现‌：

• 80dB PSRR有效抑制电源噪声
• 1%精度保障图像传感器供电质量
• 超小封装节省PCB空间

‌典型参数‌：

• 输入：1.8V±5%
• 输出：1.2V@200mA
• 纹波：<10mVpp

四、设计指南

4.1 稳定性设计

‌电容选型建议‌：

电容类型	最小值	推荐值	材质要求
CIN	0.75μF	2.2μF	X7R/X5R
COUT	1μF	2.2μF	X7R/X5R
CBIAS	-	0.1μF	COG/NPO

‌布局要点‌：

1. 采用四层板设计时优先使用内电层作为地平面
2. 输入/输出电容接地端使用多点过孔连接
3. 避免敏感模拟线路与LDO散热铜皮重叠

4.2 热设计计算示例

‌给定条件‌：

• VIN=1.2V, VOUT=0.9V
• IOUT=150mA连续，300mA峰值
• TA=85°C

‌计算步骤‌：

1. 功耗PD=(1.2-0.9)×0.3=90mW
2. 温升ΔT=90mW×148.5°C/W=13.4°C
3. 结温TJ=85+13.4=98.4°C <125°C(安全)

五、行业应用展望

作为TI新一代LDO代表，TPS7A13在以下领域具有显著优势：

1. ‌物联网终端‌：低静态电流(30μA典型值)延长电池寿命
2. ‌SSD存储‌：快速瞬态响应满足NAND闪存突发电流需求
3. ‌医疗电子‌：1%精度保障生理信号采集质量