浙江省微波毫米波射頻產業聯盟旗下的浙江航芯源集成電路科技有限公司是一家主營宇航級高可靠電源芯片設計開發、生產測試與銷售的高新技術企業。在宇航用高可靠電源配電領域,公司具有較全面產品線,產品可廣泛應用于航天器電源配電、熱控、載荷、模擬和數字芯片供電等多個領域。公司開發的多款宇航用芯片已為國內多個重大星載項目配套使用,產品性能良好、供貨穩定、質量可靠。可為我國宇航級電源配電領域提供完善的解決方案及技術支持。
本文所介紹的C41301R
H是-5.5V,400mA線性穩壓芯片。芯片具有低至220mV的漏失電壓,同時具有不錯的噪聲性能,優秀的PSRR(電源抑制比Power Supply Rejection Ratio),以及出色的負載、線性調整率。芯片提供可-5.5V~-0.4V的超寬輸出電壓范圍,滿足不同電壓需求。

圖1 功能框圖
· 輸入電壓:-5.5V~-3V
· 高輸出范圍:VIN-VDO~-0.4V
· 輸出電流:400mA
· PSRR62dB@10kHz(Iload=400mA,CNR=10nF)
· 低輸入輸出壓差:220mV@400mA
· 正負均可控使能輸入:大于1.5V或小于-1.5V
· 出色的負載、線性調整率
· 內部集成過流保護
· 總劑量(TID)耐受:≥100k rad(si)
· 單粒子鎖定及燒毀對線性能量傳輸(LET)的抗干擾度:≥75MeV*cm2/mg
表 1 絕對最大額定值

(1) 使用中超過這些絕對最大值可能對芯片造成永久損壞。

· 裸芯片尺寸:1295 *2240 μm2(包含劃片槽)
· PAD尺寸:100*100μm2
表 2 C41301RH引腳介紹





圖 10 C41301RH推薦工作電路

表 3 外圍元器件清單(VOUT= -5V)
輸入端口設置
在輸入和地之間緊靠芯片地方連接一個不低于0.1μF旁路電容,有助于系統穩定以及提高瞬態響應速度和電源抑制比。如果需要更大更快速電流瞬態響應速度,需要采用更大容值旁路電容。推薦采用10μF陶瓷電容。
使能輸入
本芯片為負壓LDO,為了兼顧芯片的應用環境,特設有正負條件下均可開啟芯片的使能輸入功能。當EN引腳電壓大于1.5V時,芯片開啟。當EN引腳電壓小于-1.5V時,芯片亦可以開啟。當EN引腳采用正電壓開始時,建議EN輸入電壓不超過3.5V。
可調輸出電壓
輸出電壓通過設置VOUT到FB端口的分壓電阻實現。建議使用1%精度或者更高精度的電阻實現。當下拉電阻R2使用10kΩ時,用公式(1)去計算上拉電阻R_t。想提高輕載時的效率,可以使用更大的上拉電阻。但是請注意如果使用過大的上拉電阻,轉換器器將會對噪聲和電壓誤差更加敏感。

· 其中,FB= -0.405V
輸出電容
為了芯片的工作狀態穩定,在芯片輸出和地之間需要連接一個不低于2.2μF的陶瓷電容。當需要大輸出負載時,建議適度增加輸出電容值。推薦采用10μF陶瓷電容。
濾噪引腳
當濾噪引腳NR連接10nF電容到地時,芯片可以實現低至61μVRMS的噪聲,滿足低噪需求應用場合。如果不需要低噪聲亦可以不連接此電容。注意由于增加了此濾噪電容,內部BG起電變慢,導致輸出起電變慢。
1) 輸出端口禁止接地;
2) 器件不能超過極限工作條件使用;
3) 電源去耦:應在靠近器件電源引出端處可采用10μF電容。此外,線路板布線應盡量短,盡量避免直角、銳角走線;
4) 工作時先檢查電源、地是否接觸良好后再接通器件電源。

圖 11 封裝尺寸圖

圖12 C41301RH芯片實物圖
綜上所述,C41301RH產品應用于宇航級柵壓調節、AD或DA負壓供電等場合。芯片設計與應用滿足宇航級產品性能要求。