500mA Fixed Output Fast Response CMOS LDO with Shutdown

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21379B-page 1

TC1268

Features

• Very Low Dropout Voltage

• 500mA Output Current

• High Output Voltage Accuracy

• Standard or Custom Output Voltages

• Over Current and Over Temperature Protection

• SHDN Input for Active Power Management

• ERROR Output to Detect Low Battery

• 5

µ

sec (typical) Wake-up Time from SHDN

Applications

• RAMBUS Memory Module

• Battery-Operated Systems

• Portable Computers

• Medical Instruments

• Instrumentation

• Cellular/GSM/PHS Phones

• Linear Post-Regulator for SMPS

• Pagers

• Digital Cameras

Device Selection Table

*Other output voltages and package options are available.
Please contact Microchip Technology Inc. for details.

Package Type

General Description

The TC1268 is a fixed output, fast turn-on, high
accuracy

(typically

±0.5%)

CMOS

low

dropout

regulator. Designed specifically for battery-operated
systems, the TC1268’s CMOS construction eliminates
wasted ground current, significantly extending battery
life. Total supply current is typically 80

µ

A at full load (20

to 60 times lower than in bipolar regulators).

TC1268’s key features include ultra low noise, very low
dropout voltage (typically 350mV at full load), and
fast response to step changes in load. The TC1268
also has a fast wake-up response time (5

µ

sec typically)

when

released

from

shutdown.

The

TC1268

incorporates both over temperature and over current
protection. The TC1268 is stable with an output
capacitor of only 1

µ

F and has a maximum output

current of 500mA.

Typical Application

Part Number

Output*

Voltage

(V)

Package

Junction

Temp. Range

TC1268-2.5VOA

2.5

8-Pin SOIC -40°C to +125°C

1

2

3

4

8

7

6

5

TC1268

NC

SHDN

8-Pin SOIC

GND

NC

BYPASS

V

OUT

V

IN

ERROR

TC1268

V

IN

V

OUT

C

OUT

1

µF

GND

V

OUT

V

IN

SHDN

SHDN

+

500mA Fixed Output, Fast Response CMOS LDO with Shutdown

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

TC1268

DS21379B-page 2

2002 Microchip Technology Inc.

1.0

ELECTRICAL
CHARACTERISTICS

Absolute Maximum Ratings*

Input Voltage .........................................................6.5V

Power Dissipation................Internally Limited (Note 6)

Maximum Voltage on Any Pin ........ V

IN

+0.3V to -0.3V

Operating Temperature ............... -40°C < T

J

< +125°C

Storage Temperature.......................... -65°C to +150°C

*Stresses above those listed under "Absolute Maximum
Ratings" may cause permanent damage to the device. These
are stress ratings only and functional operation of the device
at these or any other conditions above those indicated in the
operation sections of the specifications is not implied.
Exposure to Absolute Maximum Rating conditions for
extended periods may affect device reliability.

TC1268 ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Electrical Characteristics: V

IN

= V

OUT

+ 1V, I

L

= 100

µ

A, C

L

= 3.3

µ

F, SHDN > V

IH

, T

A

= 25°C, unless otherwise noted. Boldface

type specifications apply for junction temperatures of -40°C to +125°C.

Symbol

Parameter

Min

Typ

Max

Units

Test Conditions

V

IN

Input Operating Voltage

2.7

6.0

V

Note 8

I

OUT

MAX

Maximum Output Current

500

mA

V

OUT

Output Voltage

V

R

– 2.5%

V

R

±0.5%

V

R

+ 2.5%

V

Note 1

V

OUT

/

T

V

OUT

Temperature Coefficient

40

ppm/°C

Note 2

V

OUT

/

V

IN

Line Regulation

0.05

0.35

%

(V

R

+ 1V)

≤ 

V

IN

 ≤ 

6V

V

OUT

/V

OUT

Load Regulation

0.002

0.01

%/mA

I

L

= 0.1mA to I

OUT

MAX

(Note 3)

V

IN

-V

OUT

Dropout Voltage




20
60

200
350

30

160
480
800

mV

I

L

= 100

µ

A

I

L

= 100mA

I

L

= 300mA

I

L

= 500mA (Note 4)

I

DD

Supply Current (Active Mode)

80

130

µ

A

SHDN = V

IH

, I

L

= 0

I

SHDN

Supply Current (Shutdown Mode)

5

µ

A

SHDN = 0V

T

WK

Wake-up Time

(from Shutdown Mode)

5

10

µ

sec

V

IN

= 3.5V, V

OUT

= 2.5V

C

IN

= C

OUT

= 1

µ

F

I

L

= 250mA (See Figure 3-2)

T

S

Settling Time

(from Shutdown Mode)

15

µ

sec

V

IN

= 3.5V, V

OUT

= 2.5V

C

IN

= C

OUT

= 1

µ

F

I

L

= 250mA (See Figure 3-2)

PSRR

Power Supply Rejection Ratio

64

dB

F

RE

≤ 

1kHz

I

OUT

SC

Output Short Circuit Current

1200

1400

mA

V

OUT

= 0V

V

OUT

/

P

D

Thermal Regulation

0.04

V/W

Note 5

eN

Output Noise

260

nV/

Hz

I

L

= I

OUT

MAX

SHDN Input

V

IH

SHDN Input High Threshold

45

%V

IN

V

IL

SHDN Input Low Threshold

15

%V

IN

Note 1:

V

R

is the regulator output voltage setting.

2:

3:

Regulation is measured at a constant junction temperature using low duty cycle pulse testing. Load regulation is tested over a load range from
0.1mA to the maximum specified output current. Changes in output voltage due to heating effects are covered by the thermal regulation

specification.

4:

Dropout voltage is defined as the input to output differential at which the output voltage drops 2% below its nominal value measured at a 1V

differential.

5:

Thermal Regulation is defined as the change in output voltage at a time T after a change in power dissipation is applied, excluding load or
line regulation effects. Specifications are for a current pulse equal to I

L

MAX

at V

IN

= 6V for T = 10 msec.

6:

The maximum allowable power dissipation is a function of ambient temperature, the maximum allowable junction temperature and the
thermal resistance from junction-to-air (i.e., T

A

, T

J

,

θ

JA

). Exceeding the maximum allowable power dissipation causes the device to initiate

thermal shutdown. Please see Section 4.0 Thermal Considerations for more details.

7:

Hysteresis voltage is referenced to V

R

.

8:

The minimum V

IN

has to justify the conditions: V

IN

V

R

+ V

DROPOUT

and V

IN

2.7V for I

L

= 0.1mA to I

OUT

MAX

.

T

C

V

OUT

= (V

OUT

MAX

– V

OUT

MIN

) x 10

6

V

OUT

x

T

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21379B-page 3

TC1268

TC1268 ELECTRICAL SPECIFICATIONS

(CONTINUED)

Electrical Characteristics: V

IN

= V

OUT

+ 1V, I

L

= 100

µ

A, C

L

= 3.3

µ

F, SHDN > V

IH

, T

A

= 25°C, unless otherwise noted. Boldface

type specifications apply for junction temperatures of -40°C to +125°C.

ERROR Output

V

MIN

Minimum Operating Voltage

1.0

V

V

OL

Output Logic Low Voltage

400

mV

1 mA Flows to ERROR

V

TH

ERROR Threshold Voltage

0.95 x V

R

V

Note 1:

V

R

is the regulator output voltage setting.

2:

3:

Regulation is measured at a constant junction temperature using low duty cycle pulse testing. Load regulation is tested over a load range from
0.1mA to the maximum specified output current. Changes in output voltage due to heating effects are covered by the thermal regulation

specification.

4:

Dropout voltage is defined as the input to output differential at which the output voltage drops 2% below its nominal value measured at a 1V

differential.

5:

Thermal Regulation is defined as the change in output voltage at a time T after a change in power dissipation is applied, excluding load or
line regulation effects. Specifications are for a current pulse equal to I

L

MAX

at V

IN

= 6V for T = 10 msec.

6:

The maximum allowable power dissipation is a function of ambient temperature, the maximum allowable junction temperature and the
thermal resistance from junction-to-air (i.e., T

A

, T

J

,

θ

JA

). Exceeding the maximum allowable power dissipation causes the device to initiate

thermal shutdown. Please see Section 4.0 Thermal Considerations for more details.

7:

Hysteresis voltage is referenced to V

R

.

8:

The minimum V

IN

has to justify the conditions: V

IN

V

R

+ V

DROPOUT

and V

IN

2.7V for I

L

= 0.1mA to I

OUT

MAX

.

T

C

V

OUT

= (V

OUT

MAX

– V

OUT

MIN

) x 10

6

V

OUT

x

T

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

TC1268

DS21379B-page 4

2002 Microchip Technology Inc.

2.0

PIN DESCRIPTIONS

The descriptions of the pins are listed in Table 2-1.

TABLE 2-1:

PIN FUNCTION TABLE

3.0

DETAILED DESCRIPTION

The TC1268 is a precision, fixed output LDO. Unlike
bipolar regulators, the TC1268 supply current does
not increase with load current. In addition, V

OUT

remains stable and within regulation over the entire
0mA to I

LOAD

MAX

load current range, (an important

consideration in RTC and CMOS RAM battery back-up
applications). Figure 3-1 shows a typical application
circuit.

FIGURE 3-1:

TYPICAL APPLICATION
CIRCUIT

3.1

Turn On Response

The turn on response is defined as two separate
response categories, Wake-up Time (T

WK

) and Settling

Time (T

S

).

The TC1268 has a fast Wake-up Time (5

µ

sec typical)

when released from shutdown. See Figure 3-2 for the
Wake-up Time designated as T

WK

. The Wake-up Time

is defined as the time it takes for the output to rise to 2%
of the V

OUT

value after being released from shutdown.

The total turn on response is defined as the Settling
Time (T

S

), see Figure 3-2. Settling Time (inclusive with

T

WK

) is defined as the condition when the output is

within 2% of its fully enabled value (15

µ

sec typical)

when released from shutdown. The settling time of the
output voltage is dependent on load conditions and
output capacitance on V

OUT

(RC response).

The Wake-up Time (T

WK

) is an important parameter

to consider when using the TC1268 in RAMBUS
applications. In this application, the bus voltage is held
at 2.5V by a switching regulator during normal power
conditions and can be switched to low power mode,
where the TC1268 takes over and supplies the same
2.5V, but at a much lower current (300mA). In order to
not see the bus voltage drop during the transition from
high power to low power, the TC1268 has a very fast
wake-up time of 5

µ

sec to support the 2.5V rail. This

makes the TC1268 ideal for applications involving
RAMBUS.

FIGURE 3-2:

WAKE-UP RESPONSE
TIME

Pin No.

(8-Pin SOIC)

Symbol

Description

1

V

OUT

Regulated voltage output.

2

GND

Ground terminal.

3

NC

No connect.

4

BYPASS

Reference bypass input. Connecting a 470pF to this input further reduces output noise.

5

ERROR

Out-of-Regulation Flag. (Open drain output). This output goes low when V

OUT

is out-of-tolerance

by approximately -5%.

6

SHDN

Shutdown control input. The regulator is fully enabled when a logic high is applied to this input.
The regulator enters shutdown when a logic low is applied to this input. During shutdown, output
voltage falls to zero and supply current is reduced to 5

µ

A (typical).

7

NC

No connect.

8

V

IN

Unregulated supply input.

C

IN

1

µF

Battery

TC1268

V

IN

V

OUT

V

+

C1

C

OUT

1

µF 

C

BYP

10nF 

GND

BYP

SHDN

OFF

ON

C1 required only if ERROR is used
as a processor RESET signal (See Text)

V

OUT

0.2

µF 

R1
1M 

SHDN

ERROR

+

+

+

+

V

IH

T

S

T

WK

V

OUT

 

98%

2%

V

IL

SHDN

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21379B-page 5

TC1268

3.2

Bypass Input

A 10nF capacitor connected from the bypass input to
ground

reduces

noise

present

on

the

internal

reference, which in turn, significantly reduces output
noise. If output noise is not a concern, this input may be
left unconnected. Larger capacitor values may be
used, but this results in a longer time period to achieve
the rated output voltage, once power is initially applied.

3.3

Output Capacitor

A 1

µ

F (min) capacitor from V

OUT

to ground is required.

The output capacitor should have an effective series
resistance greater than 0.1

and less than 5

, and a

resonant frequency above 1MHz. A 1

µ

F capacitor

should be connected from V

IN

to GND if there is more

than 10 inches of wire between the regulator and the
AC filter capacitor, or if a battery is used as the power
source. Aluminum electrolytic or tantalum capacitor
types can be used. (Since many aluminum electrolytic
capacitors

freeze

at

approximately

-30°C,

solid

tantalums are recommended for applications operating
below -25°C.) When operating from sources other than
batteries,

supply

noise

rejection

and

transient

response can be improved by increasing the value of
the input and output capacitors and employing passive
filtering techniques.

3.4

ERROR Output

ERROR is driven low whenever V

OUT

falls out of

regulation by more than -5% (typical). This condition
may be caused by low input voltage, output current
limiting, or thermal limiting.

The ERROR threshold is 5% below rated V

OUT

,

regardless of the programmed output voltage value
(e.g., ERROR = V

OL

at 2.375V (typ.) for a 2.5V

regulator). ERROR output operation is shown in
Figure 3-3. Note that ERROR is active when V

OUT

is at

or below V

TH

, and inactive when V

OUT

is above V

TH

+

V

H

.

As shown in Figure 3-1, ERROR can be used as a
battery low flag, or as a processor RESET signal (with
the addition of timing capacitor C1). R1 x C1 should be
chosen to maintain ERROR below V

IH

of the processor

RESET input for at least 200msec to allow time for the
system to stabilize. Pull-up resistor R1 can be tied to
V

OUT

, V

IN

or any other voltage less than (V

IN

+ 0.3V).

FIGURE 3-3:

ERROR OUTPUT
OPERATION

V

OUT

V

TH

V

IH

Hysteresis (V

H

)

V

OL

ERROR

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

TC1268

DS21379B-page 6

2002 Microchip Technology Inc.

4.0

THERMAL CONSIDERATIONS

4.1

Thermal Shutdown

Integrated

thermal

protection

circuitry

shuts

the

regulator off when die temperature exceeds 160°C.
The regulator remains off until the die temperature
drops to approximately 150°C.

4.2

Power Dissipation

The amount of power the regulator dissipates is
primarily a function of input and output voltage, and
output current. The following equation is used to
calculate worst case actual power dissipation:

EQUATION 4-1:

The

maximum

allowable

power

dissipation

(Equation 4-2) is a function of the maximum ambient
temperature (T

A

MAX

), the maximum allowable die

temperature (T

J

MAX

) and the thermal resistance from

junction-to-air (

θ

JA

).

EQUATION 4-2:

Table 4-1 shows various values of

θ

JA

for the TC1268

package.

TABLE 4-1:

THERMAL RESISTANCE
GUIDELINES FOR TC1268 IN
8-PIN SOIC PACKAGE

*Pin 2 is ground. Device is mounted on topside.

Equation 4-1

can

be

used

in

conjunction

with

Equation 4-2 to ensure regulator thermal operation is
within limits. For example:

Given:

V

IN

MAX

= 3.3V ± 10%

V

OUT

MIN

= 2.5V ± 0.5%

I

LOAD

MAX

= 275mA

T

J

MAX

= 125°C

T

A

MAX

= 95°C

θ

JA

= 60°C/W

Find: 1. Actual power dissipation

2. Maximum allowable dissipation

Actual power dissipation:

P

D

(V

IN

MAX

– V

OUT

MIN

)I

LOAD

MAX

= [(3.3 x 1.1) – (2.5 x .995)]275 x 10

-3

= 314mW

Maximum allowable power dissipation:

In this example, the TC1268 dissipates a maximum of
314mW; below the allowable limit of 500mW. In a
similar manner, Equation 4-1 and Equation 4-2 can be
used to calculate maximum current and/or input
voltage limits. For example, the maximum allowable
V

IN

is found by substituting the maximum allowable

power dissipation of 500mW into Equation 4-1, from
which V

IN

MAX

= 3.94V.

Copper

Area

(Topside)*

Copper

Area

(Backside)

Board

Area

Thermal

Resistance

JA

)

2500 sq mm 2500 sq mm

2500 sq mm

60°C/W

1000 sq mm 2500 sq mm

2500 sq mm

60°C/W

225 sq mm

2500 sq mm

2500 sq mm

68°C/W

100 sq mm

2500 sq mm

2500 sq mm

74°C/W

Where:

P

D

(V

IN

MAX

– V

OUT

MIN

)I

LOAD

MAX

P

D

V

IN

MAX

V

OUT

MIN

I

LOAD

MAX

= Worst case actual power dissipation

= Minimum regulator output voltage
= Maximum output (load) current

= Maximum voltage on V

IN

P

D

MAX

= (T

J

MAX

– T

A

MAX

)

θ

JA

Where all terms are previously defined.

P

D

MAX

= (T

J

MAX

– T

A

MAX

)

θ

JA

= (125 – 95)

60

= 500mW

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

2002 Microchip Technology Inc.

DS21379B-page 7

TC1268

5.0

TYPICAL CHARACTERISTICS

Note:

The graphs and tables provided following this note are a statistical summary based on a limited number of
samples and are provided for informational purposes only. The performance characteristics listed herein are
not tested or guaranteed. In some graphs or tables, the data presented may be outside the specified
operating range (e.g., outside specified power supply range) and therefore outside the warranted range.

Fast Response TC1268

100

µsec/DIV; 15µsec Rise Time

Conditions:
V

OUT

 = 2.50V

V

IN

 = 3.50V

C

IN

 = C

OUT

 = 1

µF

R

LOAD

 = 10

SHDN

V

OUT

Fast Response TC1268

SHDN

V

OUT

10

µsec/DIV; 15µsec Rise Time

Conditions:
V

OUT

 = 2.50V

V

IN

 = 3.50V

C

IN

 = C

OUT

 = 1

µF

R

LOAD

 = 10

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

TC1268

DS21379B-page 8

2002 Microchip Technology Inc.

6.0

PACKAGING INFORMATION

6.1

Package Marking Information

Package marking data not available at this time.

6.2

Taping Form

6.3

Package Dimensions

Component Taping Orientation for 8-Pin SOIC (Narrow) Devices 

 

Package 

Carrier Width (W) 

Pitch (P) 

Part Per Full Reel 

Reel Size

 8-Pin SOIC (N) 

12 mm 

8 mm 

2500 

13 in

Carrier Tape, Number of Components Per Reel and Reel Size 

Standard Reel Component Orientation
for TR Suffix Device

PIN 1

User Direction of Feed

P

W

.050 (1.27) TYP.

8

°

MAX.

PIN 1

.244 (6.20)
.228 (5.79)

.157 (3.99)
.150 (3.81)

.197 (5.00)
.189 (4.80)

.020 (0.51)
.013 (0.33)

.010 (0.25)
.004 (0.10)

.069 (1.75)
.053 (1.35)

.010 (0.25)
.007 (0.18)

.050 (1.27)
.016 (0.40)

.

8-Pin SOIC

Dimensions: inches (mm)

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

 2002 Microchip Technology Inc.

DS21379B-page 9

TC1268

SALES AND SUPPORT

Data Sheets
Products supported by a preliminary Data Sheet may have an errata sheet describing minor operational differences and recom-
mended workarounds. To determine if an errata sheet exists for a particular device, please contact one of the following:

1.

Your local Microchip sales office

2.

The Microchip Corporate Literature Center U.S. FAX: (480) 792-7277

3.

The Microchip Worldwide Site (www.microchip.com)

Please specify which device, revision of silicon and Data Sheet (include Literature #) you are using.

New Customer Notification System
Register on our web site (www.microchip.com/cn) to receive the most current information on our products.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/21379b-html.html
background image

TC1268

DS21379B-page 10

 2002 Microchip Technology Inc.

NOTES:

Maker
Microchip Technology Inc.
Datasheet PDF Download