決定實際輸出電流的要件？

新LDO線性穩壓器的產品陣容有G系列、H系列、I系列，全部91款。輸出電壓可變型為0.8V～13V，固定型從1V到12V共14種電壓，輸出精度高，達到1%。輸出電流從0.3A至1.5A共有4種，套用上述數值製作矩陣表格。

該系列的產品陣容和規格如下方表格。

從該表得知可以取得的輸出電流以H系列的1.5A產品最大，例如輸出7V時，可以得到10.5W的輸出功率。

不過，我想大家應該也發現到，實際情況會因為各項條件而和上表的數值不同。基本上電源IC等使用到大功率的IC，會因為熱度造成能取得功率受限。正確來說，晶片溫度Tj不可以超過最大額定值Tj max，使用時的溫度必須控制在Tj max以內。使用線性穩壓器時計算Tj溫度的公式如下。

　Tj ＝ 本身發熱＋Ta
　    ＝（熱阻θja×消耗功率W）＋Ta
　    ＝｛θja×（輸入輸出電壓差×輸出電流）W｝＋ Ta

該公司簡單來說，就是消耗功率不包括自己消耗的功率在內。嚴格說來，必須追加（輸入電壓×自己耗電流）的功率，但當自己耗電流小、輸出電流大時，是由輸出功率主導的。

實際使用時，輸出電壓必須達到指定的電壓，要思考的是輸出電流，亦即是否能取得必要的負載電流才是爭論的重點。在進行計算之前，必須先思考是否有其他可以調整的項目，以及無法調整/不易調整的項目。當然，Tj max是無法變動的。

輸入輸出電壓差的影響非常大。不過，大致上已決定好能夠獲得的電壓（輸入電壓）。很少會為了使用1個線性穩壓器，而特地準備能改善條件的輸入電壓來源。也就是說，輸入輸出電壓差通常也是無法變更的。

Ta是設計的機器溫度規格，例如機器溫度規格設定0℃～50℃時，Ta最大值可能為50℃，考量到它位在內部，會因為發熱造成內部溫度上升，因此以加乘後的Ta進行計算。可以利用風扇冷卻時，套用此條件下的Ta，但還是將Ta視為調整效果不佳的項目會較為安全。

結果，因為熱度等限制，無法取得想要的輸出電流時，最適合的解決方法就是調降熱阻。調降熱阻的方法有使用封裝熱阻低的IC、安裝機板採用多層構造等能夠有效散熱、加裝散熱器。考量到近期小尺寸等節省空間的要求，大多難以再加裝散熱器，必須轉向討論是否利用封裝和機板進行散熱。

為先前所舉例的輸出7V /1.5A時，試著以輸入電壓12V進行計算。Tj max為150℃。

輸出消耗功率＝（12V－7V）×1.5A　＝7.5W

從圖表來看，最大功率消耗為3.76W（第⑤個條件，θja＝33.3W/℃），馬上可以知道在該輸出電流之下無法使用此一封裝。此時自己本身的發熱溫度為7.5W×33.3℃≒250℃，和Ta等相比，完全不合格。

預設Ta為50℃時，在熱阻最低的第⑤個條件下，容許功率為3W。反推回去，在該條件下，上限為0.6A。如果能再進一步調降熱阻，同樣反推回去計算的話，為（Tj max 150℃－Ta 50℃）÷7.5W＝13.3℃/℃，若可以達到此一溫度，就能取得1.5A了。

或許這種說明方式過於粗劣，但決定實際輸出電流的要件是Tj，也就是發熱和環境溫度。順道說明一下，在該條件下，不論是使用1.5A還是1A的產品，結果都是相同的，不會有任何改變。