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TPS7A4001DGNT

器件型号:TPS7A4001DGNT
器件类别:半导体    电源管理IC    稳压器与电压控制器    低压差稳压器   
文件大小:10086.73KB,共0页
厂商名称:TI [Texas Instruments]
厂商官网:http://www.ti.com/
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器件描述

LDO Voltage Regulators 50mA,100Vin,Sgl Out put LDO Linear

1.175 V-90 V 可调正电压低压差线性稳压器 稳压器, 1.3 V 压差,

参数

产品属性属性值
Product AttributeAttribute Value
制造商:
Manufacturer:
Texas Instruments
产品种类:
Product Category:
LDO Voltage Regulators
RoHS:Details
安装风格:
Mounting Style:
SMD/SMT
封装 / 箱体:
Package / Case:
HVSSOP-8
Output Voltage:1.175 V to 90 V
Output Current:50 mA
Number of Outputs:1 Output
Polarity:Positive
Input Voltage MAX:100 V
Input Voltage MIN:7 V
Output Type:Adjustable
最小工作温度:
Minimum Operating Temperature:
- 40 C
最大工作温度:
Maximum Operating Temperature:
+ 125 C
Load Regulation:0.31 %
系列:
Series:
TPS7A4001
Dropout Voltage:290 mV
封装:
Packaging:
Cut Tape
封装:
Packaging:
MouseReel
封装:
Packaging:
Reel
Operating Temperature Range:- 40 C to + 125 C
商标:
Brand:
Texas Instruments
Dropout Voltage - Max:290 mV
PSRR / Ripple Rejection - Typ:65 dB
Voltage Regulation Accuracy:1 %
Development Kit:TPS7A4001EVM-709
Line Regulation:0.03 %
Moisture Sensitive:Yes
工作电源电流:
Operating Supply Current:
20 uA
Pd-功率耗散:
Pd - Power Dissipation:
833 mW
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
250
单位重量:
Unit Weight:
0.000861 oz

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TPS7A4001DGNT相关参考设计

Reference Designs for: Part TPS7A4001DGNT

TPS7A4001DGNT器件文档内容

Product       Sample &                              Technical        Tools &          Support &       Reference
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                                                                                                                                    SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

TPS7A4001 100-V Input Voltage, 50-mA, Very High Voltage Linear Regulator

1 Features                                          3 Description

1 Very High Maximum Input Voltage: 100 V           The TPS7A4001 device is a very high voltage-
Wide Input Voltage Range: 7 to 100 V              tolerant linear regulator that offers the benefits of a
Accuracy:                                         thermally-enhanced package (HVSSOP), and is able
                                                    to withstand continuous DC or transient input
    Nominal: 1%                                   voltages of up to 100 V.
    Over Line, Load, and Temperature: 2.5%
Low Quiescent Current: 25 A                      The TPS7A4001 device is stable with any output
Quiescent Current at Shutdown: 4.1 A             capacitance greater than 4.7 F and any input
Maximum Output Current: 50 mA                     capacitance greater than 1 F (over temperature and
CMOS Logic-Level-Compatible Enable Pin            tolerance). Therefore, implementations of this device
Adjustable Output Voltage from about 1.175 to     require minimal board space because of its
    90 V                                            miniaturized packaging (HVSSOP) and a potentially
Stable With Ceramic Capacitors:                   small output capacitor. In addition, the TPS7A4001
    Input Capacitance: 1 F                       device offers an enable pin (EN) compatible with
    Output Capacitance: 4.7 F                    standard CMOS logic to enable a low-current
Dropout Voltage: 290 mV                           shutdown mode.
Built-In Current Limit and Thermal Shutdown
    Protection                                      The TPS7A4001 device has an internal thermal
Package: High Thermal Performance HVSSOP          shutdown and current limiting to protect the system
    PowerPADTM                                      during fault conditions. The HVSSOP packages has
Operating Temperature Range: 40C to 125C       an operating temperature range of TJ = 40C to
                                                    125C.
2 Applications
                                                    In addition, the TPS7A4001 device is ideal for
Microprocessors, Microcontrollers Powered by      generating a low-voltage supply from intermediate
    Industrial Busses With High Voltage Transients  voltage rails in telecom and industrial applications;
                                                    not only can it supply a well-regulated voltage rail, but
Industrial Automation                             it can also withstand and maintain regulation during
Telecom Infrastructure                            very high and fast voltage transients. These features
Automotive                                        translate to simpler and more cost-effective electrical
Power over Ethernet (PoE)                         surge-protection circuitry for a wide range of
LED Lighting                                      applications, including PoE, bias supply, and LED
Bias Power Supplies                               lighting.

                                                                               Device Information(1)

                                                               PART NUMBER     PACKAGE           BODY SIZE (NOM)

                                                         TPS7A4001             HVSSOP (8)        3.00 mm 5.00 mm

                                                         (1) For all available packages, see the orderable addendum at
                                                              the end of the data sheet.

                    Typical Application Schematic

         100 V
                 VIN

VIN           IN                                    OUT                               VOUT

         CIN                                                   CBYP  R1
                             TPS7A4001

         VEN  EN        GND                         FB                          COUT
                                                                     R2

1

         An IMPORTANT NOTICE at the end of this data sheet addresses availability, warranty, changes, use in safety-critical applications,
         intellectual property matters and other important disclaimers. PRODUCTION DATA.
TPS7A4001                                                                                       www.ti.com

SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

                                           Table of Contents

   1 Features .................................................................. 1                   7.4 Device Functional Modes.......................................... 9
   2 Applications ........................................................... 1               8 Application and Implementation ........................ 10
   3 Description ............................................................. 1
   4 Revision History..................................................... 2                         8.1 Application Information............................................ 10
   5 Pin Configuration and Functions ......................... 3                                     8.2 Typical Application ................................................. 11
   6 Specifications......................................................... 4                9 Power Supply Recommendations...................... 12
                                                                                              10 Layout................................................................... 13
          6.1 Absolute Maximum Ratings ..................................... 4                       10.1 Layout Guidelines ................................................. 13
          6.2 ESD Ratings.............................................................. 4            10.2 Layout Example .................................................... 13
          6.3 Recommended Operating Conditions....................... 4                              10.3 Thermal Considerations ........................................ 13
          6.4 Thermal Information .................................................. 4               10.4 Power Dissipation ................................................. 14
          6.5 Electrical Characteristics........................................... 5         11 Device and Documentation Support ................. 15
          6.6 Typical Characteristics .............................................. 6               11.1 Community Resources.......................................... 15
   7 Detailed Description .............................................. 8                           11.2 Trademarks ........................................................... 15
          7.1 Overview ................................................................... 8         11.3 Electrostatic Discharge Caution ............................ 15
          7.2 Functional Block Diagram ......................................... 8                   11.4 Glossary ................................................................ 15
          7.3 Feature Description................................................... 8        12 Mechanical, Packaging, and Orderable
                                                                                                   Information ........................................................... 15

4 Revision History

NOTE: Page numbers for previous revisions may differ from page numbers in the current version.

Changes from Revision A (March 2011) to Revision B                                              Page

Added ESD Ratings table, Feature Description section, Device Functional Modes, Application and Implementation
     section, Power Supply Recommendations section, Layout section, Device and Documentation Support section, and
     Mechanical, Packaging, and Orderable Information section. ................................................................................................ 1

Changed Package from MSOP-8 to HVSSOP. ..................................................................................................................... 1

Changed TJ value for disabled mode operating mode from 165 to 170C............................................................................. 9
Changed value from 35 to 45C ........................................................................................................................................... 14

Changes from Original (March 2011) to Revision A                                                Page

Changed all 105 V to 100 V on page 1 .................................................................................................................................. 1

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                                           Product Folder Links: TPS7A4001
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5 Pin Configuration and Functions                                                       SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

                                                            DGN Package
                                                            8-Pin HVSSOP

                                                               Top View

                                                       OUT  1   8          IN

                                                       FB   2   7          NC

                                                       NC   3   6          NC

                                                       GND  4   5          EN

                                                            Pin Functions

     PIN       I/O                                                        DESCRIPTION

    NAME  NO.

OUT       1    O Regulator output. A capacitor > 4.7 F must be tied from this pin to ground to assure stability.
               O This pin is the input to the control-loop error amplifier. It is used to set the output voltage of the device.
FB        2

          3

NC        6    -- Not internally connected. This pin must either be left open or tied to GND.

          7

GND       4    -- Ground

                    This pin turns the regulator on or off.

EN        5    I    If VEN  VEN_HI the regulator is enabled.
                    If VEN  VEN_LO, the regulator is disabled.

                    If not used, the EN pin can be connected to IN. Make sure that VEN  VIN at all times.

IN        8    I Input supply

PowerPAD --            Solder to printed-circuit-board (PCB) to enhance thermal performance.
               -- NOTE: The PowerPAD is internally connected to GND.

                       Although it can be left floating, TI highly recommends connecting the PowerPAD to the GND plane.

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TPS7A4001                                                                                                                 www.ti.com

SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

6 Specifications

6.1 Absolute Maximum Ratings

over operating junction temperature range (unless otherwise noted)(1)

                                                                                      MIN             MAX                 UNIT
                                                                                                                            V
             IN pin to GND pin                                                        0.3            105                  C
             OUT pin to GND pin
             OUT pin to IN pin                                                        0.3            105
             FB pin to GND pin
             FB pin to IN pin                                                         105            0.3
             EN pin to IN pin
Voltage      EN pin to GND pin                                                        0.3                      2
             Peak output
Current      Operating virtual junction, TJ                                           105            0.3
Temperature  Storage, Tstg
                                                                                      105            0.3

                                                                                      0.3            105

                                                                                      Internally limited

                                                                                      40             125

                                                                                      65             150

(1) Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings may cause permanent damage to the device. These are stress ratings
      only, which do not imply functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under Recommended
      Operating Conditions. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability.

6.2 ESD Ratings                  Human-body model (HBM), per ANSI/ESDA/JEDEC JS-001(1)                VALUE               UNIT
                                 Charged-device model (CDM), per JEDEC specification JESD22-          2500                 V
V(ESD) Electrostatic discharge  C101 (2)
                                                                                                       500

(1) JEDEC document JEP155 states that 500-V HBM allows safe manufacturing with a standard ESD control process.
(2) JEDEC document JEP157 states that 250-V CDM allows safe manufacturing with a standard ESD control process.

6.3 Recommended Operating Conditions                                            MIN           NOM                  MAX    UNIT
                                                                                   7                                100     V
over operating junction temperature range (unless otherwise noted)                                                    90    V
                                                                              1.161                                 100     V
VIN                                                                               0                                  50   mA
VOUT                                                                              0
VEN
IOUT

6.4 Thermal Information

                                 THERMAL METRIC(1)                                      TPS7A4001                         UNIT
                                                                                      DGN (HVVSOP)

                                                                                              8 PINS

RJA          Junction-to-ambient thermal resistance                                           66.7                        C/W
RJC(top)     Junction-to-case (top) thermal resistance
RJB          Junction-to-board thermal resistance                                             54.1                        C/W
JT           Junction-to-top characterization parameter
JB           Junction-to-board characterization parameter                                     38.1                        C/W
RJC(bot)     Junction-to-case (bottom) thermal resistance
                                                                                              2                           C/W

                                                                                              37.8                        C/W

                                                                                              15.5                        C/W

(1) For more information about traditional and new thermal metrics, see the Semiconductor and IC Package Thermal Metrics application
      report, SPRA953.

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                                                                                            SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

6.5 Electrical Characteristics

At TJ = 40C to 125C, VIN = VOUT(NOM) + 2 V or VIN = 7 V (whichever is greater), VEN = VIN, IOUT = 100 A, CIN = 1 F, COUT = 4.7 F, and
FB tied to OUT, unless otherwise noted.

            PARAMETER                                  TEST CONDITIONS                      MIN     TYP MAX UNIT

VIN         Input voltage                   TJ = 25C, VFB = VREF, VIN = 9 V, IOUT = 25 mA       7  1.173    100      V
VREF        Internal reference              VIN  VOUT(NOM) + 2 V                            1.161          1.185      V
            Output voltage range(1)         TJ = 25C, VIN = 9 V, IOUT = 25 mA              VREF                      V
VOUT        Nominal accuracy                VOUT(NOM) + 2 V  VIN  24 V (2)                                     90  %VOUT
                                            100 A  IOUT  50 mA                                 1              1
            Overall accuracy
                                            7 V  VIN  100 V                                  2.5          2.5 %VOUT

D%VOUT      Line regulation                                                                         0.03           %VOUT

    DVIN

D%VOUT                                      100 A  IOUT  50 mA                                     0.31           %VOUT

DIOUT Load regulation

VDO         Dropout voltage                 VIN = 17 V, VOUT(NOM) = 18 V, IOUT = 20 mA              290                    mV
                                            VIN = 17 V, VOUT(NOM) = 18 V, IOUT = 50mA               0.78
ILIM        Current limit                   VOUT = 90% VOUT(NOM), VIN = 7 V, TJ  85C               117    1.3 V
                                            VOUT = 90% VOUT(NOM), VIN = 9 V                         128
IGND        Ground current                  7 V  VIN  100 V, IOUT = 0 mA                      51           200 mA
ISHDN       Shutdown supply current         IOUT = 50 mA                                      51      25
IFB         Feedback current(3)             VEN = 0.4 V                                               25   200 mA
IEN         Enable current                                                                  0.1     4.1
VEN_HI      Enable high-level voltage       7 V  VIN  100 V, VIN = VEN                       1.5    0.01   65 A
VEN_LO      Enable low- level voltage                                                           0   0.02
                                            VIN = 12 V, VOUT(NOM) = VREF, COUT = 10 F,                                     A
VNOISE      Output noise voltage            BW = 10 Hz to 100 kHz                                     58
                                            VIN = 12 V, VOUT(NOM) = 5 V, COUT = 10 F,                      20 A
PSRR        Power-supply rejection ratio    CBYP(4) = 10 nF, BW = 10 Hz to 100 kHz                    73
            Thermal shutdown temperature    VIN = 12 V, VOUT(NOM) = 5 V, COUT = 10 F,                      0.1 A
TSD                                         CBYP(4) = 10 nF,  = 100 Hz                                65
                                            Shutdown, temperature increasing                        170    1 A
                                            Reset, temperature decreasing                           150
                                                                                                           VIN             V

                                                                                                           0.4 V

                                                                                                                   VRMS

                                                                                                                   VRMS

                                                                                                                           dB

                                                                                                                           C
                                                                                                                           C

TJ          Operating junction temperature                                                  40            125 C

(1) To ensure stability at no-load conditions, a current from the feedback resistive network greater than or equal to 10A is required.

(2) Maximum input voltage is limited to 24 V because of the package power dissipation limitations at full load (P  (VIN VOUT) IOUT = (24
      V VREF) 50 mA  1.14 W). The device is capable of sourcing a maximum current of 50 mA at higher input voltages as long as the
      power dissipated is within the thermal limits of the package plus any external heatsinking.

(3) IFB > 0 flows out of the device.
(4) CBYP refers to a bypass capacitor connected to the FB and OUT pins.

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SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

6.6 Typical Characteristics

At TJ = 40C to 125C, VIN = VOUT(NOM) + 2 V or VIN = 9 V (whichever is greater), VEN = VIN, IOUT = 100 A, CIN = 1 F, COUT =
4.7 F, and FB tied to OUT, unless otherwise noted.

                           VOUT = 5V, IOUT = 28mA, COUT = 10mF                                                             VIN = 12V, VOUT = 5V
                                                                                                                   DIOUT = 1mA29mA1mA
                                                  VIN Slew Rate = 220V/ms
                                                                                                                    COUT = 10mF, CBYP = 10nF
                                                          DVIN = 12V55V                                                                VOUT

   100mV/div               CBYP = 0nF                     VOUT                                                                           IOUT
   100mV/div
                                     CBYP = 10nF          VOUT             50mV/div                 Time (100ms/div)
       50V/div             VIN                                             10mA/div

                           Time (1ms/div)

                           Figure 1. Line Transient Response vs CBYP                           Figure 2. Load Transient Response

                  10                                                                1.275
                                                                                    1.225
                                                  - 40C  + 105C                                   - 40C                        + 105C
                                                                                                    + 25C                        + 125C
                  7.5                             + 25C  + 125C                                   + 85C

                                                  + 85C

                    5

   VOUT(NOM) (%)  2.5

                    0                                                      VFB (V)  1.175

                -2.5

                  -5                                                                1.125

                -7.5

                  -10      15 25 35 45 55 65 75 85 95 105                           1.075      15 25 35 45 55 65 75 85 95 105
                        5                         Input Voltage (V)                         5                         Input Voltage (V)

                           Figure 3. Line Regulation                                           Figure 4. Feedback Voltage

               100                                                                   100

                                                          - 40C                     90

                                                          + 25C

               80                                         + 85C                     80

                                                          + 105C

   Isub (GND)                                             + 125C                    70

               60                                                          IFB (nA)  60

                                                                                     50

               40                                                                    40

                                                                                     30

               20                                                                    20

                      IOUT = 0mA                                                     10
                0
                                                                                     0              20 35 50 65 80 95 110 125
                   5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105                                  -40 -25 -10 5  Temperature (C)
                                                 Input Voltage (V)

                           Figure 5. Ground Current vs Input Voltage                           Figure 6. Feedback Current

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Typical Characteristics (continued)

At TJ = 40C to 125C, VIN = VOUT(NOM) + 2 V or VIN = 9 V (whichever is greater), VEN = VIN, IOUT = 100 A, CIN = 1 F, COUT =
4.7 F, and FB tied to OUT, unless otherwise noted.

           100                                                                                           2

           90                                                               - 40C                                                - 40C           + 105C

                                                                            + 25C                  1.75                          + 25C           + 125C

           80                                                               + 85C                                                + 85C

                                                                            + 105C                      1.5

           70                                                               + 125C

IGND (A)  60                                                                            VDROP (V)  1.25

           50                                                                                            1

           40                                                                                       0.75

           30
                                                                                                                         0.5

           20

           10                                                                                       0.25

                0   0     10      20      30                            40           50                  0                    0   10               20       30        40      50

                                  Output Current (mA)                                                                                          Output Current (mA)

                   Figure 7. Ground Current vs Output Voltage                                                               Figure 8. Dropout Voltage

           2.5                                                                                           10

           2

                                                                                                         1

VEN (V)    1.5                                                                           Noise (V/ Hz)  0.1
                                                          Vsub (EN_HI)

             1

           0.5                        Vsub (EN_LO)                                                  0.01 VIN = 12V

                                                                                                                                  VOUT = VREF

                                                                                                                                  COUT = 10F          IOUT = 100A,VNOISE = 60VRMS
                                                                                                                                                       IOUT = 50mA,VNOISE = 100VRMS
                                                                                                                                  CBYP = 10nF

           0                  20 35 50 65 80 95 110 125                                             0.001                     10  100          1k      10k      100k  1M      10M
           -40 -25 -10 5       Temperature (C)

                                                                                                                                                   Frequency (Hz)

                       Figure 9. Enable Threshold Voltage                                                                         Figure 10. Output Spectral Noise Density

           200                                                                                           100
           160
           120                                                                                           90

            80                                                                                           80
            40
                                                                                                         70
              0
ICL (mA)         6                                                                       PSRR (dB)       60

                                                                                                         50

                                                                                                         40

                                                                            - 40C                       30
                                                                            + 25C                              VIN = 12V
                                                                            + 85C                       20 VOUT = 5V
                                                                            + 105C
                                                                            + 125C                      10 COUT = 10F                                               IOUT = 50mA
                                                                                                                CBYP = 10nF                                           IOUT = 100A

                       9      12      15             18                 21  24                           0                    10  100          1k      10k      100k  1M      10M

                                  Input Voltage (V)                                                                                                Frequency (Hz)

                              Figure 11. Current Limit                                                                            Figure 12. Power-Supply Rejection Ratio

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7 Detailed Description

7.1 Overview

The TPS7A4001 device belongs to a new generation of linear regulators that use an innovative BiCMOS process
technology to achieve very high maximum input and output voltages.

This process not only allows the TPS7A4001 device to maintain regulation during very fast high-voltage
transients up to 105 V, but it also allows the TPS7A4001 device to regulate from a continuous high-voltage input
rail. Unlike other regulators created using bipolar technology, the ground current of the TPS7A4001 device is
also constant over its output current range, resulting in increased efficiency and lower power consumption.

These features, combined with a high thermal performance HVSSOP PowerPAD package, make this device
ideal for industrial and telecom applications.

7.2 Functional Block Diagram

   IN                                                                               OUT
                             UVLO
                                                                            Pass
                           Thermal                                          Device
                          Shutdown
                                           Error
                            Current        Amp
                              Limit

                            Enable

   EN                                                                               FB

7.3 Feature Description

7.3.1 Internal Current Limit

The fixed internal current limit of the TPS7A4001 device helps protect the regulator during fault conditions. The
maximum amount of current the device can source is the current limit (309 mA, typical), and is largely
independent of output voltage. For reliable operation, the device does not operate in current limit for extended
periods of time.

7.3.2 Enable Pin Operation

The TPS7A4001 device provides an enable pin (EN) feature that turns on the regulator when VEN > VEN_HI, and
disables the regulator when VEN < VEN_LO.

7.3.3 Thermal Protection

Thermal protection disables the output when the junction temperature rises to approximately 170C, allowing the
device to cool. When the junction temperature cools to approximately 150C, the output circuitry is enabled.
Depending on power dissipation, thermal resistance, and ambient temperature, the thermal protection circuit may
cycle on and off. This cycling limits the dissipation of the regulator, protecting it from damage as a result of
overheating.

Any tendency to activate the thermal protection circuit indicates excessive power dissipation or an inadequate
heatsink. For reliable operation, limit junction temperature to a maximum of 125C. To estimate the margin of
safety in a complete design (including heatsink), increase the ambient temperature until the thermal protection is
triggered; use worst-case loads and signal conditions. For good reliability, trigger thermal protection at least 35C
above the maximum expected ambient condition of your particular application. This configuration produces a
worst-case junction temperature of 125C at the highest expected ambient temperature and worst-case load.

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Feature Description (continued)

The internal protection circuitry of the TPS7A4001 device has been designed to protect against overload
conditions. The protection circuitry was not intended to replace proper heatsinking. Continuously running the
TPS7A4001 device into thermal shutdown degrades device reliability.

7.3.4 Undervoltage Lockout (UVLO)

The TPS7A4001 contains an Undervoltage Lockout comparator that ensures the error amplifier is disabled when
the input voltage is below the required minimum operational voltage. The minimum recommended operational
voltage is 7 V.

7.4 Device Functional Modes

7.4.1 Normal Operation

The device regulates to the nominal output voltage under the following conditions:
The input voltage is at least as high as VIN(min).
The input voltage is greater than the nominal output voltage added to the dropout voltage.
The enable voltage has previously exceeded the enable rising threshold voltage and has not decreased

    below the enable falling threshold.
The output current is less than the current limit.
The device junction temperature is less than the maximum specified junction temperature.

7.4.2 Dropout Operation

If the input voltage is lower than the nominal output voltage plus the specified dropout voltage, but all other
conditions are met for normal operation, the device operates in dropout mode. In this mode of operation, the
output voltage is the same as the input voltage minus the dropout voltage. The transient performance of the
device is significantly degraded because the pass device (as a bipolar junction transistor, or BJT) is in saturation
and no longer controls the current through the LDO. Line or load transients in dropout can result in large output
voltage deviations.

7.4.3 Disabled

The device is disabled under the following conditions:
The enable voltage is less than the enable falling threshold voltage or has not yet exceeded the enable rising

    threshold.
The device junction temperature is greater than the thermal shutdown temperature.

Table 1 lists the conditions that lead to the different modes of operation.

                                          Table 1. Device Functional Mode Comparison

            OPERATING MODE                                   VIN            PARAMETER          IOUT           TJ
                                             VIN > VOUT(nom) + VDO and             VEN     IOUT < ILIM  T J < 125C
Normal mode                                                                                             TJ < 125C
Dropout mode                                          VIN > VIN(min)         VEN > VEN_HI       --      TJ > 170C
Disabled mode                             VIN(min) < VIN < VOUT(nom) + VDO   VEN > VEN_HI       --
(any true condition disables the device)                                     VEN < VEN_LO
                                                             --

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8 Application and Implementation

                                                            NOTE
    Information in the following applications sections is not part of the TI component
    specification, and TI does not warrant its accuracy or completeness. TI's customers are
    responsible for determining suitability of components for their purposes. Customers should
    validate and test their design implementation to confirm system functionality.

8.1 Application Information

One of the primary applications of the TPS7A4001 device is to provide transient voltage protection to sensitive
circuitry that may be damaged in the presence of high-voltage spikes.

This transient voltage protection can be more cost-effective and compact compared to topologies that use a
transient voltage suppression (TVS) block.

8.1.1 Adjustable Operation

The TPS7A4001 device has an output voltage range of about 1.175 to 90 V. The nominal output voltage of the
device is set by two external resistors, as shown in Figure 13.

                            VIN                                                  VOUT

                                   CIN      IN             OUT                   COUT
                                                                                 10 F
                                   10 F        TPS7A4001       CBYP         R1
                                                                10 nF

                                            EN  GND        FB

                                                                             R2

                   Figure 13. Adjustable Operation for Maximum AC Performance

Calculate R1 and R2 for any output voltage range using the formula shown in Equation 1. To ensure stability
under no-load conditions, this resistive network must provide a current  10 A.

    R1 = R2  VOUT  -1 ,  where      VOUT    10mA
             VREF                  R1 + R2
                                                                                                (1)

If greater voltage accuracy is required, consider the output voltage offset contributions because of the feedback
pin current and use 0.1% tolerance resistors.

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8.2 Typical Application                                                                       SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

VIN  CIN                 IN                            OUT                              VOUT

     10 F                   TPS7A4001                      CBYP   R1                         Where:   VOUT    10  A,  and
                                                            10 nF                                     R1 + R2
                                                                       COUT
     VEN                 EN                            FB              10 F                          R1 = R2  VOUT 1
                                                                                                               VREF
                             GND

                                                                   R2

     Figure 14. Example Circuit to Maximize Transient Performance

8.2.1 Design Requirements
For this design example, use the following parameters listed in Table 2.

                                                       Table 2. Design Parameters

                             PARAMETER                                             VALUE
                                    VIN                            12 V, with 55 V surge tolerance
                                   VOUT
                                   IOUT                                5 V (ideal), 4.981 (actual)
                                                                                   28 mA
                                Accuracy                                             5%
                                 R1, R2
                                                                             162 k, 49.9 k

8.2.2 Detailed Design Procedure

The maximum value of total feedback resistance can be calculated to be 500 k. Equation 1 was used to
calculate R1 and R2, and standard 1% resistors were selected to keep the accuracy within the 5% allocation. 10-
uF ceramic input and output capacitors were selected, along with a 10-nF bypass capacitor for optimal AC
performance.

8.2.2.1 Capacitor Recommendations

Low equivalent series resistance (ESR) capacitors should be used for the input, output, and bypass capacitors.
Ceramic capacitors with X7R and X5R dielectrics are required. Ceramic X7R capacitors offer improved voltage
and temperature coefficients, while ceramic X5R capacitors are the most cost-effective and are available in
higher values.

                                                        NOTE
High ESR capacitors may degrade PSRR.

8.2.2.2 Input and Output Capacitor Requirements

The TPS7A4001 device high voltage linear regulator achieves stability with a minimum output capacitance of 4.7
F and input capacitance of 1 F; however, TI highly recommends to use 10-F output and input capacitors to
maximize AC performance.

8.2.2.3 Bypass Capacitor Requirements

Although a bypass capacitor (CBYP) is not needed to achieve stability, TI highly recommends using a 10-nF
bypass capacitor to maximize AC performance (including line transient, noise, and PSRR). For additional
information regarding the performance improvements of using a bypass capacitor, see .

8.2.2.4 Transient Response

As with any regulator, increasing the size of the output capacitor reduces overshoot and undershoot magnitude
but increases the duration of the transient response.

The presence of the CBYP capacitor may greatly improve the line transient response of the TPS7A4001 device,
as shown in Figure 1.

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SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015                                                            VIN = 12V, VOUT = 5V
                                                                                             DIOUT = 1mA29mA1mA
8.2.3 Application Curves
                                                                                              COUT = 10mF, CBYP = 10nF
                 VOUT = 5V, IOUT = 28mA, COUT = 10mF                                                              VOUT

                                           VIN Slew Rate = 220V/ms                                                 IOUT
                                                                              Time (100ms/div)
                                           DVIN = 12V55V

    100mV/div    CBYP = 0nF                VOUT
    100mV/div
                           CBYP = 10nF     VOUT                     50mV/div
        50V/div  VIN                                                10mA/div

                 Time (1ms/div)

                 Figure 15. Line Transient Response vs CBYP                   Figure 16. Load Transient Response

9 Power Supply Recommendations

The input supply for the LDO should not exceed its recommended operating conditions (7 V to 100 V). The input
voltage should provide adequate headroom for the device to have a regulated output. If the input supply is noisy,
additional input capacitors with low ESR can help improve the output noise performance. The input and output
supplies should also be bypassed with 10-F capacitors located near the input and output pins. There should be
no other components located between these capacitors and the pins.

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10 Layout                                                                               SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

10.1 Layout Guidelines

10.1.1 Board Layout Recommendations to Improve PSRR and Noise Performance

To improve AC performance such as PSRR, output noise, and transient response, TI recommends designing the
board with separate ground planes for IN and OUT, with each ground plane connected only at the GND pin of
the device. In addition, the ground connection for the output capacitor should connect directly to the GND pin of
the device.

Equivalent series inductance (ESL) and ESR must be minimized to maximize performance and ensure stability.
Every capacitor (CIN, COUT, CBYP) must be placed as close as possible to the device and on the same side of the
PCB as the regulator itself.

Do not place any of the capacitors on the opposite side of the PCB from where the regulator is installed. The use
of vias and long traces is strongly discouraged because they may impact system performance negatively and
even cause instability.

If possible, and to ensure the maximum performance denoted in this product data sheet, use the same layout
pattern used for the TPS7A40 evaluation board, available at www.ti.com.

10.2 Layout Example

            Vout                                                       Input GND Plane
                                                                                                         Cin

                                                       OUT 1           8 IN

                  Cout  R1

Sense Line                                             FB 2   Thermal  7 NC                                   Vin

                        R2                             NC 3   Pad      6 NC

                                                       GND 4           5 EN

                                                                                                        Output GND Plane

                                             Figure 17. Recommended Layout Example

10.3 Thermal Considerations
Thermal protection disables the output when the junction temperature rises to approximately 170C, allowing the
device to cool. When the junction temperature cools to approximately 150C, the output circuitry is enabled.
Depending on power dissipation, thermal resistance, and ambient temperature, the thermal protection circuit may
cycle ON and OFF. This cycling limits the dissipation of the regulator, protecting it from damage as a result of
overheating.

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SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

Thermal Considerations (continued)

Any tendency to activate the thermal protection circuit indicates excessive power dissipation or an inadequate
heatsink. For reliable operation, junction temperature should be limited to a maximum of 125C. To estimate the
margin of safety in a complete design (including heatsink), increase the ambient temperature until the thermal
protection is triggered; use worst-case loads and signal conditions. For good reliability, thermal protection should
trigger at least 45C above the maximum expected ambient condition of the particular application. This
configuration produces a worst-case junction temperature of 125C at the highest expected ambient temperature
and worst-case load.

The internal protection circuitry of the TPS7A4001 has been designed to protect against overload conditions. It
was not intended to replace proper heatsinking. Continuously running the TPS7A4001 device into thermal
shutdown degrades device reliability.

10.4 Power Dissipation

The ability to remove heat from the die is different for each package type, presenting different considerations in
the PCB layout. The PCB area around the device that is free of other components moves the heat from the
device to the ambient air. Using heavier copper increases the effectiveness in removing heat from the device.
The addition of plated through-holes to heat dissipating layers also improves the heatsink effectiveness.

Power dissipation depends on input voltage and load conditions. Power dissipation (PD) is equal to the product of
the output current times the voltage drop across the output pass element, as shown in Equation 2:

    PD = (VIN - VOUT) IOUT                                                  (2)

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11 Device and Documentation Support                                                     SBVS162B MARCH 2011 REVISED JULY 2015

11.1 Community Resources

The following links connect to TI community resources. Linked contents are provided "AS IS" by the respective
contributors. They do not constitute TI specifications and do not necessarily reflect TI's views; see TI's Terms of
Use.

TI E2ETM Online Community TI's Engineer-to-Engineer (E2E) Community. Created to foster collaboration
                  among engineers. At e2e.ti.com, you can ask questions, share knowledge, explore ideas and help
                  solve problems with fellow engineers.

Design Support TI's Design Support Quickly find helpful E2E forums along with design support tools and
                  contact information for technical support.

11.2 Trademarks
PowerPAD, E2E are trademarks of Texas Instruments.
All other trademarks are the property of their respective owners.

11.3 Electrostatic Discharge Caution

             These devices have limited built-in ESD protection. The leads should be shorted together or the device placed in conductive foam
             during storage or handling to prevent electrostatic damage to the MOS gates.

11.4 Glossary

SLYZ022 -- TI Glossary.
     This glossary lists and explains terms, acronyms, and definitions.

12 Mechanical, Packaging, and Orderable Information

The following pages include mechanical, packaging, and orderable information. This information is the most
current data available for the designated devices. This data is subject to change without notice and revision of
this document. For browser-based versions of this data sheet, refer to the left-hand navigation.

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www.ti.com                                                                                                                                                19-Mar-2015

PACKAGING INFORMATION

Orderable Device  Status Package Type Package Pins Package Eco Plan  Lead/Ball Finish     MSL Peak Temp Op Temp (C)                                              Device Marking                           Samples
TPS7A4001DGNR
TPS7A4001DGNT     (1)            Drawing     Qty  (2)                             (6)                    (3)                                                                    (4/5)

                  ACTIVE MSOP-   DGN 8 2500 Green (RoHS                 CU NIPDAU      Level-2-260C-1 YEAR -40 to 125                                     QVQ

                       PowerPAD                   & no Sb/Br)           CU NIPDAU      Level-2-260C-1 YEAR -40 to 125                                     QVQ

                  ACTIVE MSOP-   DGN      8  250 Green (RoHS

                       PowerPAD                   & no Sb/Br)

(1) The marketing status values are defined as follows:
ACTIVE: Product device recommended for new designs.
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.

(2) Eco Plan - The planned eco-friendly classification: Pb-Free (RoHS), Pb-Free (RoHS Exempt), or Green (RoHS & no Sb/Br) - please check http://www.ti.com/productcontent for the latest availability
information and additional product content details.
TBD: The Pb-Free/Green conversion plan has not been defined.
Pb-Free (RoHS): TI's terms "Lead-Free" or "Pb-Free" mean semiconductor products that are compatible with the current RoHS requirements for all 6 substances, including the requirement that
lead not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, TI Pb-Free products are suitable for use in specified lead-free processes.
Pb-Free (RoHS Exempt): This component has a RoHS exemption for either 1) lead-based flip-chip solder bumps used between the die and package, or 2) lead-based die adhesive used between
the die and leadframe. The component is otherwise considered Pb-Free (RoHS compatible) as defined above.
Green (RoHS & no Sb/Br): TI defines "Green" to mean Pb-Free (RoHS compatible), and free of Bromine (Br) and Antimony (Sb) based flame retardants (Br or Sb do not exceed 0.1% by weight
in homogeneous material)

(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.

(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.

(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.

(6) Lead/Ball Finish - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead/Ball Finish values may wrap to two lines if the finish
value exceeds the maximum column width.

Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information
provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.

                                                  Addendum-Page 1
                 PACKAGE OPTION ADDENDUM

www.ti.com                                                                                                                                                                               19-Mar-2015
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.

Addendum-Page 2
www.ti.com                                               PACKAGE MATERIALS INFORMATION

TAPE AND REEL INFORMATION                                                                                                                              19-Mar-2015

*All dimensions are nominal

Device                       Package Package Pins  SPQ      Reel Reel A0        B0    K0    P1   W     Pin1
                               Type Drawing        2500  Diameter Width (mm)   (mm)  (mm)  (mm)
                                                                                                 (mm) Quadrant
                                                           (mm) W1 (mm)         3.3   1.3   8.0
TPS7A4001DGNR MSOP- DGN 8                                                                        12.0  Q1
                                 Power                     330.0 12.4 5.3
                                  PAD

TPS7A4001DGNT                MSOP- DGN 8           250   180.0 12.4 5.3 3.3 1.3 8.0 12.0               Q1
                             Power

                              PAD

                                                        Pack Materials-Page 1
www.ti.com                        PACKAGE MATERIALS INFORMATION

                                                                                                                                19-Mar-2015

*All dimensions are nominal  Package Type Package Drawing Pins  SPQ   Length (mm)  Width (mm)  Height (mm)
              Device                                            2500       370.0       355.0        55.0
                                                                250        195.0       200.0        45.0
TPS7A4001DGNR MSOP-PowerPAD  DGN  8

TPS7A4001DGNT MSOP-PowerPAD  DGN  8

                                  Pack Materials-Page 2
                                                      IMPORTANT NOTICE

Texas Instruments Incorporated and its subsidiaries (TI) reserve the right to make corrections, enhancements, improvements and other
changes to its semiconductor products and services per JESD46, latest issue, and to discontinue any product or service per JESD48, latest
issue. Buyers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and
complete. All semiconductor products (also referred to herein as "components") are sold subject to TI's terms and conditions of sale
supplied at the time of order acknowledgment.

TI warrants performance of its components to the specifications applicable at the time of sale, in accordance with the warranty in TI's terms
and conditions of sale of semiconductor products. Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary
to support this warranty. Except where mandated by applicable law, testing of all parameters of each component is not necessarily
performed.

TI assumes no liability for applications assistance or the design of Buyers' products. Buyers are responsible for their products and
applications using TI components. To minimize the risks associated with Buyers' products and applications, Buyers should provide
adequate design and operating safeguards.

TI does not warrant or represent that any license, either express or implied, is granted under any patent right, copyright, mask work right, or
other intellectual property right relating to any combination, machine, or process in which TI components or services are used. Information
published by TI regarding third-party products or services does not constitute a license to use such products or services or a warranty or
endorsement thereof. Use of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of the
third party, or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI.

Reproduction of significant portions of TI information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration
and is accompanied by all associated warranties, conditions, limitations, and notices. TI is not responsible or liable for such altered
documentation. Information of third parties may be subject to additional restrictions.

Resale of TI components or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that component or service
voids all express and any implied warranties for the associated TI component or service and is an unfair and deceptive business practice.
TI is not responsible or liable for any such statements.

Buyer acknowledges and agrees that it is solely responsible for compliance with all legal, regulatory and safety-related requirements
concerning its products, and any use of TI components in its applications, notwithstanding any applications-related information or support
that may be provided by TI. Buyer represents and agrees that it has all the necessary expertise to create and implement safeguards which
anticipate dangerous consequences of failures, monitor failures and their consequences, lessen the likelihood of failures that might cause
harm and take appropriate remedial actions. Buyer will fully indemnify TI and its representatives against any damages arising out of the use
of any TI components in safety-critical applications.

In some cases, TI components may be promoted specifically to facilitate safety-related applications. With such components, TI's goal is to
help enable customers to design and create their own end-product solutions that meet applicable functional safety standards and
requirements. Nonetheless, such components are subject to these terms.

No TI components are authorized for use in FDA Class III (or similar life-critical medical equipment) unless authorized officers of the parties
have executed a special agreement specifically governing such use.

Only those TI components which TI has specifically designated as military grade or "enhanced plastic" are designed and intended for use in
military/aerospace applications or environments. Buyer acknowledges and agrees that any military or aerospace use of TI components
which have not been so designated is solely at the Buyer's risk, and that Buyer is solely responsible for compliance with all legal and
regulatory requirements in connection with such use.

TI has specifically designated certain components as meeting ISO/TS16949 requirements, mainly for automotive use. In any case of use of
non-designated products, TI will not be responsible for any failure to meet ISO/TS16949.

Products                                              Applications
Audio
Amplifiers                    www.ti.com/audio        Automotive and Transportation  www.ti.com/automotive
Data Converters                                                                      www.ti.com/communications
DLP Products                 amplifier.ti.com        Communications and Telecom     www.ti.com/computers
DSP                                                                                  www.ti.com/consumer-apps
Clocks and Timers             dataconverter.ti.com    Computers and Peripherals      www.ti.com/energy
Interface                                                                            www.ti.com/industrial
Logic                         www.dlp.com             Consumer Electronics           www.ti.com/medical
Power Mgmt                                                                           www.ti.com/security
Microcontrollers              dsp.ti.com              Energy and Lighting            www.ti.com/space-avionics-defense
RFID                                                                                 www.ti.com/video
OMAP Applications Processors  www.ti.com/clocks       Industrial
Wireless Connectivity                                                                e2e.ti.com
                              interface.ti.com        Medical

                              logic.ti.com            Security

                              power.ti.com            Space, Avionics and Defense

                              microcontroller.ti.com  Video and Imaging

                              www.ti-rfid.com

                              www.ti.com/omap         TI E2E Community

                              www.ti.com/wirelessconnectivity

Mailing Address: Texas Instruments, Post Office Box 655303, Dallas, Texas 75265
                     Copyright 2015, Texas Instruments Incorporated

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