SGM2072：高性能CMOS电压调节器的卓越之选

在电子设计领域，电压调节器是不可或缺的重要组件。今天，我们将深入探讨SGMICRO推出的SGM2072，一款采用CMOS技术设计的1.2A超高压电源抑制比（PSRR）、快速负载瞬态响应、带偏置轨的CMOS电压调节器。

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一、产品概述

SGM2072是一款具有超高PSRR、快速瞬态响应、低噪声和低压差特性的线性调节器。它能够提供1.2A的输出电流能力，工作输入电压范围为0.5V至5.5V，偏置电源电压范围为2.5V至5.5V，可调输出电压范围为0.5V至3.3V。此外，它还具备逻辑控制关机模式、短路电流限制和热关断保护等功能，并且在禁用状态下具有自动放电功能，可快速释放输出电压。该产品采用绿色WLCSP - 0.8×1.2 - 6B - A封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 125℃。

二、产品特性亮点

1. 宽电压范围

输入电源电压范围为0.5V至5.5V，偏置电源电压范围为2.5V至5.5V，能够适应多种不同的电源环境。

2. 精准输出

具有固定1.05V输出，可调输出范围从0.5V到3.3V，在 + 25℃时输出电压精度为 ± 1.5%，确保了输出电压的稳定性和准确性。

3. 低功耗设计

低偏置输入电流典型值为80μA，关机状态下偏置输入电流小于1μA，有效降低了功耗。

4. 高性能指标

低压差电压在1.2A负载时典型值为58mV，低噪声典型值为34μVRMS，在1kHz时高PSRR典型值为75dB，保证了电源的纯净度和稳定性。

5. 保护功能完善

具备电流限制和热保护功能，还有输出自动放电功能，提高了产品的可靠性和安全性。

6. 稳定性好

搭配小尺寸陶瓷电容即可稳定工作，方便电路设计。

三、应用领域广泛

SGM2072适用于多种设备，包括便携式设备、智能手机以及工业和医疗设备等。在这些对电源稳定性和噪声要求较高的应用场景中，SGM2072能够发挥出色的性能。

四、典型应用电路

文档中给出了固定电压和可调电压的典型应用电路。在设计电路时，我们需要注意以下几点：

1. 输入电容选择（CIN）

输入去耦电容应尽可能靠近VIN引脚放置，以确保设备的稳定性。建议选择10μF或更大的X7R或X5R陶瓷电容，以获得良好的动态性能。当VIN需要瞬时提供大电流时，需要使用大的有效输入电容，多个输入电容可以限制输入跟踪电感，增加输入电容还可以限制振铃并使其保持在设备绝对最大额定值以下。

2. 输出电容选择（COUT）

输出电容应尽可能靠近VOUT引脚放置。选择10μF或更大的X7R或X5R陶瓷电容可获得良好的动态性能。SGM2072能够保持稳定的COUT最小有效电容为4.7μF。由于陶瓷电容的温度、直流偏置和封装尺寸会改变有效电容，因此在设计时必须考虑足够的COUT余量。此外，较大电容和较低ESR的COUT有助于提高高频PSRR和改善负载瞬态响应。

五、电气特性分析

1. 电压精度

输出电压精度在不同温度和负载条件下有明确的指标，在 + 25℃时精度为 ± 1.5%，在 - 40℃至 + 125℃温度范围内，负载电流从1mA到1.2A时，输出电压精度也能满足设计要求。

2. 电源抑制比

在1kHz时，VIN到VOUT的PSRR典型值为75dB，VBIAS到VOUT的PSRR典型值为80dB，显示了该调节器对电源噪声的良好抑制能力。

3. 压差电压

VIN压差电压定义为当VOUT下降到95% × VOUT(NOM)时，VIN与VOUT之间的差值；VBIAS压差电压指当VIN和BIAS引脚连接在一起且VOUT下降到95% × VOUT(NOM)时，VBIAS - VOUT的值。对于输出电压低于1.6V的情况，VBIAS压差电压不适用，因为最小偏置电源电压为2.5V。

4. 电流限制和保护

输出电流限制在VOUT = 90% VOUT(NOM)，温度范围为 - 40℃至 + 85℃时，典型值为1.2A，最大值为2.7A；短路电流限制在VOUT = 0V时，典型值为0.9A。此外，还有热关断保护功能，当芯片温度超过165℃时，芯片进入关断状态，直到温度下降到135℃。

六、应用注意事项

1. 可调调节器

SGM2072 - ADJ的输出电压可以在0.5V至3.3V之间调节，通过将ADJ引脚连接到两个外部电阻来实现。输出电压由公式 (V{OUT }=V{ADJ } timesleft(1+frac{R{1}}{R{2}}right)) 确定，其中 (V_{ADJ}=0.5V)。为了提高反馈回路稳定性和PSRR，增加瞬态响应并降低输出噪声，可以在R1上并联一个电容CFF，R2 ≤ 10kΩ，CFF的有效电容范围为1nF至100nF。

2. 使能操作

EN引脚用于启用/禁用设备以及激活/停用输出自动放电功能。当EN引脚电压低于0.4V时，设备处于关机状态，此时自动放电晶体管激活，通过一个88Ω（典型值）的电阻释放输出电压；当EN引脚电压高于1V时，设备处于激活状态，输出电压被调节到预期值，自动放电晶体管关闭。当EN引脚浮空时，内部0.27μA（典型值）的电流源会将其拉低，确保SGM2072处于关机状态，降低系统功耗。

3. 反向电流保护

由于NMOS功率晶体管具有固有的体二极管，当VOUT > VIN时，体二极管会正向偏置，反向电流从VOUT引脚流向VIN引脚会损坏SGM2072。如果在应用中预计VOUT > (VIN + 0.3V)，则需要在VOUT引脚和VIN引脚之间添加一个外部肖特基二极管来保护SGM2072。

4. 负偏置输出

当输出电压为负时，由于寄生效应，芯片可能无法启动。因此，在所有条件下都要确保输出大于 - 0.3V。如果应用中预期有过大的负偏置输出，可以在VOUT引脚和GND引脚之间添加一个肖特基二极管。

七、总结

SGM2072凭借其高性能、宽电压范围、完善的保护功能和低功耗等优点，成为电子工程师在设计各类电源电路时的理想选择。在实际应用中，我们需要根据具体的设计要求，合理选择输入和输出电容，正确使用可调调节器和使能操作，同时注意反向电流保护和负偏置输出等问题，以充分发挥SGM2072的性能优势。大家在使用SGM2072的过程中，有没有遇到过一些独特的问题或者有什么特别的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。