共模重磅推出可替代TPS74401高精度低噪声3A LDO高端电源芯GM1203A-2『共模半导体』推出高精度低噪声3A LDO稳压器GM1203A-2，GM1203A-2系列产品集低噪声、高PSRR和高输出电流能力等特性于一体，非常适合为高速通信、视频、医疗或测试和测量应用等噪声敏感型组件供电。此外，GM1203A-2系列产品高性能的输出品质，可抑制电源产生的相位噪声和时钟抖动，因此它非常适合为高性能串行器和解串器 (SerDes)、模数转换器 (ADC)、数模转换器(DAC) 和射频组件供电。该器件具备快速负载瞬态响应的性能和大于 5V 的输出能力，尤其适合射频放大器使用。GM1203A-2系列产品介绍GM1203A-2是一款低噪声、低压差线性稳压器(LDO)，可提供3A 输出电流，最大压降为210mV。该器件提供两种输出电压范围：（1）0.5V 至 3.65V 范围内以 50mV 的分辨率通过引脚进行编程；（2）通过外部电阻分压器在0.5V 至 5.5V 范围内进行调节。GM1203A-2系列产品集低噪声、高 PSRR 和高输出电流能力等特性于一体，非常适合为高速通信、视频、医疗或测试和测量应用等噪声敏感型组件供电。对于需要以低输入和低输出电压运行的数字负载（例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)），GM1203A-2所具备的高精度（在线路、负载和温度范围内可达 1%）、快速瞬态响应性能和软启动能力可确保实现出色的系统性能。外部使能控制和电源良好指示功能够更容易的进行时序控制。GM1203A-2采用20引脚5mm×5mmQFN 封装，结温范围为TJ=-40°C to +125°C 和TJ=-55°C to+125°C。 GM1203A-2可替代TI的TPS74401、TPS74901等系列产品。产品特性低压差：3A 电流时为 210mV（最大值）线路、负载和全温度范围内的精度为±1%输出电压噪声：3µVRMS/0.5VOUT输入电压范围：–无偏置：1.5V 至 6.5V–有偏置：1.1V 至 6.5VGM1203A-2 输出电压范围：–可调节工作电压范围：0.5V 至 5.5V–管脚调节工作电压范围：0.5V 至 3.65V电源纹波抑制：42dB/500kHz快速负载瞬态响应可调软启动浪涌控制输出使能控制开漏电源正常(PG)输出主要应用远程无线电单元有源天线系统mMIMO超声波扫描仪现场仪表传感器、成像和雷达

一、什么是LDOLDO是Low Dropout Regulator的缩写，意思是低压差线性稳压器。低压差是指输入电压-输出电压的值比较低。传统的线性稳压器压差高达2V，而LDO的压差只有几百mV。线性指调整管PMOS基本处于线性工作状态。二、LDO工作原理下图给出了LDO的原理框图：LDO 原理框图LDO是一个负反馈系统，当VOUT增大，R2上电压增大，比较放大器输出电压增大，调整管PMOS的VGS电压减小，这样PMOS输出电流减小，输出电压也减小。所有的LDO都是同样的负反馈原理。我们经常拿LDO与DCDC做对比，两者的原理差别很大，特性也不一样：LDO简单，功率小，效率低，噪声非常低。DCDC复杂，功率大，效率高，噪声也很高。重点说明一下，LDO有非常好的噪声隔离作用，具体指标是PSRR，它表示输出噪声对输入噪声的比值。在一些对噪声敏感的电路中，如ADC，DAC，Camera sensor模拟电压等，必须选择LDO，而且是高PSRR的LDO，而不是DCDC。三、LDO的应用1．用于数字负载的LDO数字负载的LDO是用来支持系统的数字部分电源需求而设计的，通常是微处理器核心和系统输入/输出（I/O）电路。DSP和微控制器的LDO必须具有良好的效率和处理高和快速变化的电流。数字负载的重要特性是线路和负载调节和瞬态欠冲和超调。当为低压微处理器核心供电时，精确的输出控制在任何时候都是非常重要的；不充分的调节可以使核心被闩锁。这些参数并不总是出现在电气性能表中，瞬态响应图可能会显示出响应瞬态信号的上升和下降速度。线路和负载调节可以表示为在特定输入电压或负载电流下，输出电压与二者变化、实际V/I值或两者的偏差百分比。为了节省能源，给数字供电的LDO的设计具有一定的智能控制功能以提高电池寿命，便携式系统在软件闲置时可以进行长时间的低功耗运行。在不活动期间，系统进入睡眠状态，要求LDO关闭，消耗少于1μA。当LDO处于关机模式时，所有的电路，都被关闭。当系统恢复到活动模式时，需要快速开启时间，在此期间需要数字供电电压不能过调。过度的超调可能会导致系统闩锁，有时需要拆卸电池或激活主复位按钮，以纠正问题并重新启动系统。2．用于模拟和射频负载的LDO低噪声和高电源纹波抑制比（PSRR）对于模拟环境中使用的LDO非常重要，因为模拟设备比数字设备对噪声更敏感。模拟和射频负载的LDO需求主要由无线接口驱动，不损害接收器或发射器，并在音频系统中不产生嗡嗡声。无线连接极易受到噪声的影响，如果噪声干扰信号，接收机的有效性将会降低。当考虑一个给模拟供电的LDO时，重要的是该设备要抑制来自上游源和下游负载的噪声，同时不增加进一步的噪声。四、高性能高可靠性LDO GM1203共模半导体在前期推出超高电源纹波抑制比（PSRR）LDO GM1200产品后，再推出一款高端电源芯片：GM1203AACPZ，是一款可提供3A输出电流的低噪声LDO，结合了高电源纹波抑制比 (PSRR)、低压差和宽输入电压范围，使其成为最大限度降低电压纹波的理想选择，可以替代***8400A***、***8401A***及***8400***。性能指标对比如下，GM1203AACPZ部分指标有所超越，可实现P2P的替代：GM1203AACPZ集低噪声、高PSRR和高输出电流能力等特性于一体，非常适合为高速通信、视频、医疗或测试和测量应用等噪声敏感型组件供电。GM1203AACPZ高性能的输出品质，可抑制电源产生的相位噪声和时钟抖动，因此它非常适合为高性能串行器和解串器(SerDes)、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和射频组件供电。该器件具备快速负载瞬态响应的性能和大于5V的输出能力，尤其适合射频放大器使用。对于需要以低输入和低输出电压运行的数字负载（例如专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)），GM1203AACPZ所具备的高精度（在线路、负载和温度范围内可达1%）、快速瞬态响应性能和软启动能力可确保实现出色的系统性能。外部使能控制和电源良好指示功能够更容易的进行时序控制。GM1203AACPZ有两种封装形式：（1）GM1203AACPZ-1-R7采用 20 脚 3.5mm×3.5mm QFN封装，购买链接：https://item.szlcsc.com/6026369.html（2）GM1203AACPZ-2-R7 采用20 脚 5mm×5mm QFN 封装，即将推出。

特性：1.DC-DC2.输入电压范围2.7V-12V3.输出电压范围4.5V-12.6V4. 10A 开关电流5.可调开关频率：200kHz 至 2.2MHz6.过压保护（13.2V）7.过流保护7.热关断8.效率高达 91%（VIN = 3.3V、VOUT = 9V 且 IOUT = 3 A 时）9.模式选择；PWM模式与PFM模式。功能框图 经典应用电路 应用场景笔者选用TPS61088RHTL将输入5V升作10V作为TPA3110D2数字功放供电，负载电流约在2A以下，要求纹波电压小于100mv。选择PWM模式作为开关电源工作模式。遭遇问题1. 进行负载测试测试期间，发现负载超过2A时发热严重，工作约70秒后SW引脚温度超过120度，触发芯片热关断。2. 本应用设置开关频率为500khz,电流上限为11.9A。根据数据手册公式：计算电感值约为10uh,选用系统推荐输出电容搭配22uf*3加1uf电容*1。在实际测试中发现电压纹波超过300mv，纹波过大。解决手段1. Ipeak为电感温度升高的主要原因，基于经典boost电路拓扑结构中电感峰值电流   推测由于电感值过大导致Ipeak过大，引起SW端发热严重。经测试，改用较小感值电感可大幅减小发热问题，在电感值为4.7uh时最为稳定。(测试负载为2A电流，测试时长为5min)。除解决发热问题外，选用较小感值电感还会减少约50mv的纹波。为保险起见，笔者还在芯片背面添加散热片，并在后续迭代版本的布板中增加SW引脚附近过孔数量及将多个SW脚通过覆盖SW网络的方式以增加散热能力。2. 基于公式以及电容对电压的稳定特性：笔者决定采用增加并联电容以减小ESR以及增加容值的方法来减小纹波。经测试，通过并联22uf陶瓷电容至约176uf时，在2A负载下可使纹波电压稳定在100mv以下。焊接注意事项TPS61088RHLT为一款VQFN封装的芯片，在电路验证过程中曾出现两次无法正常升压稳定输出4.7V的现象。首次问题经排查发现由于Ilim端限流电阻虚焊导致SW脚输出占空比过大的PWM波而升压出现错误；首次问题经排查发现是SW无法正常输出PWM波，通过给SW引脚加锡解决；以上可供读者参考作着手点排查类似电路故障。建议有能力尽量选用焊台进行芯片焊接以减少虚焊风险。（作者：冯子辰）