LDO 反向電流保護(hù)二極管的選擇方法

當(dāng) LDO 的輸入輸出電壓反轉(zhuǎn)時，反向電流從輸出引腳向輸入引腳流入 IC 芯片內(nèi)。通常在 IC 外部連接反電流保護(hù)用二極管，防止 IC 損壞。本應(yīng)用筆記說明了是否需要保護(hù)二極管的指導(dǎo)方針和如何選擇反向電流保護(hù)二極管。 1. 是否需要保護(hù)二極管的指南 在 Table1 列出了針對具體事例是否需要保護(hù)二極管的指導(dǎo)方針。另外，請注意，指導(dǎo)方針根據(jù)輸出晶體管類型不同而不同。各個 項目的詳細(xì)情況請參照表內(nèi)記載的參照處。

2. 保護(hù)電路的選擇 保護(hù)電路有兩種，分別是在 LDO 的輸入側(cè)插入二極管，阻止反向電流的方法(Figure1)，和在輸入輸出間配置二極管，旁路反向 電流的方法(Figure2)。在 Table2 中列出了每個保護(hù)電路的優(yōu)缺點，因此請使用適用于應(yīng)用的保護(hù)電路。

3. 二極管的選擇 在 Table3 中列出了前面介紹的 2 種保護(hù)電路中使用的二極管的種類和對電氣特性的要求。

3-1. 反向電流阻止電路的情況 關(guān)于二極管的種類，雖然整流二極管、肖特基勢壘二極管、快 速恢復(fù)二極管、開關(guān)二極管都可以使用，但考慮到電氣特性和 成本，一般多使用肖特基勢壘二極管或整流二極管。在 100mA 以下的小電流應(yīng)用中也可以使用開關(guān)二極管。也可以使用快速 恢復(fù)二極管，但在該用途中會有些性能過剩。 輸入輸出間的壓降電壓余量充足時，可以使用整流二極管。如 果壓降電壓沒有裕量，則使用正向電壓低的肖特基勢壘二極管， 但請注意高溫時反向電流會呈指數(shù)函數(shù)增加。

3-2. 反向電流旁路電路的情況 因為旁路二極管必須比 IC 內(nèi)部的寄生元件先導(dǎo)通(ON)，所以 使用正向電壓低的肖特基勢壘二極管。 肖特基勢壘二極管反向電流IR大，隨著溫度上升，電流呈指數(shù)函 數(shù)增加，也有產(chǎn)品會達(dá)到數(shù)十mA。

是具有關(guān)閉開關(guān)功 能的LDO的例子，即使關(guān)閉LDO的輸出，施加的輸入電壓依然 存在，二極管的反電流IR會使電流流向負(fù)載。

因此后級電路可能 會發(fā)生誤動作。另外，在正常動作時，由于泄漏電流總是從輸 入流向輸出，所以電壓調(diào)節(jié)特性可能會惡化。綜上所述，必須 選擇反向電流IR小的產(chǎn)品。推薦的肖特基勢壘二極管如Table4 所示。 LDO IN CIN GND COUT VOUT VIN IR EN OUT Shutdown RLOAD Figure 3. 即使關(guān)閉 LDO 輸出， 電流也會通過二極管的反向電流 IR 流向負(fù)載

LDO 反向電流保護(hù)二極管的選擇方法

4. 輸出晶體管的形式 LDO 的輸出晶體管的形式有雙極型和 MOSFET 型，各自的命 名方式不同。ROHM 的雙極型產(chǎn)品的品名以“BA”開始， MOSFET 型產(chǎn)品的品名以“BD”“BU”“BH”開始。

4-1. 雙極型 Figure 5 是雙極型 LDO 的框圖，從輸出側(cè)看輸入側(cè)，在硅晶 片的制造結(jié)構(gòu)上，可能存在作為寄生二極管發(fā)揮作用的 pn 結(jié)。 該寄生二極管未設(shè)計為電路，流過電流可能導(dǎo)致器件損壞或電 路誤動作。因此，請務(wù)必采取措施，防止雙極型反向電流流動。

在LM1117穩(wěn)壓器中，輸出引腳和輸入引腳之間的內(nèi)部二極管可以承受10A 至20A 的微秒級浪涌電流，這是該穩(wěn)壓器的內(nèi)部框圖：

如果使用極大的輸出電容器(≥1000μF) 并且輸入瞬時對地短路，穩(wěn)壓器可能會損壞：

這種情況下，建議在輸出引腳和輸入引腳之間使用外部二極管來保護(hù)穩(wěn)壓器：

關(guān)于LDO線性穩(wěn)壓器并聯(lián)二極管，網(wǎng)絡(luò)上有一些解釋原因的文章。但網(wǎng)絡(luò)上太多不靠譜的文章，遇到問題還是先看芯片的datasheet數(shù)據(jù)手冊，數(shù)據(jù)手冊是最權(quán)威的。

這是TI的LM1117數(shù)據(jù)手冊的描述：

電路啊的文章喜歡理論結(jié)合實際案例，以下是一個LDO線性穩(wěn)壓器并聯(lián)二極管的實際案例，原理圖：

對應(yīng)的實物：

使用的是穩(wěn)壓器LM317，關(guān)于并聯(lián)二極管，其數(shù)據(jù)手冊的描述如下 :

數(shù)據(jù)手冊說二極管D1提供一個低阻抗的泄放路徑，防止輸出電容對穩(wěn)壓器的輸出引腳放電。

一般情況不需要增加這個二極管D1，具體參考穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊，謹(jǐn)慎設(shè)計電路。

另外需要注意，增加這個二極管時，二極管的反向耐壓要大于LDO穩(wěn)壓器的輸入電壓。

總結(jié)：

遇到問題，比如發(fā)現(xiàn)LDO穩(wěn)壓器罕見地并聯(lián)了二極管，應(yīng)該先查看芯片的數(shù)據(jù)手冊，看能否解答疑問。

有些LDO穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊沒有寫需要并聯(lián)二極管，可能是它真的不需要，也可能是因為一般情況下不需要，于是沒寫，總之大家留個心眼。