Reguladores de Voltaje y LDOsEn producción

TL431LP

Fabricante: Texas Instruments

Datos tomados de la hoja de datos: Texas Instruments SLVS543, revisión Rev. S, mayo de 2024

Regulador en derivación (shunt) de precisión programable de 2.495V a 36V, capacidad de corriente de cátodo de 1mA a 100mA e impedancia dinámica típica de 0.2Ω en encapsulado TO-92 de 3 pines.

EncapsuladosTO-92
Tensión de alimentación2.495 – 36 V
Rango de temperatura0 – 70 °C
Hoja de datos oficial (PDF)

Descripción técnica

01

Descripción técnica

El TL431 es un regulador de tensión en derivación (shunt) ajustable de tres terminales fabricado por Texas Instruments (Documento SLVS543S, revisado en mayo de 2024). Encapsulado en formato pasante TO-92 (LP) con patillaje REF-ANODE-CATHODE (Pin 1 REF, Pin 2 Ánodo, Pin 3 Cátodo), ofrece una característica de disparo abrupta y funciona como un amplificador operacional de colector abierto con una referencia de tensión interna de banda prohibida de 2.495V. La tensión de salida puede programarse desde Vref (2.495V) hasta 36V mediante dos resistencias externas. Sus especificaciones clave incluyen una tensión de referencia de 2.495V (2.440V a 2.550V en grado estándar), baja corriente de entrada de referencia de 2µA típica (4µA máx.), corriente mínima de regulación de 0.4mA típica (1.0mA máx.), corriente continua de cátodo de hasta 100mA e impedancia dinámica de salida típica de 0.2Ω. Se utiliza ampliamente en referencias de tensión de precisión, reguladores lineales shunt, supervisores de tensión y lazos de realimentación con optoacoplador en fuentes conmutadas (SMPS).

Distribución de pines y funciones alternativas

Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado TO-92-3.

Diagrama de pinout interactivoSuperior

TL431LP: ilustración del encapsulado TO-92Distribución interactiva de pines y funciones del encapsulado TO-92.1: REF2: ANODE3: CATHODE

Ilustración del encapsulado, no un plano mecánico acotado.

3 / 3 pines
#Nombre del pinTipoTolerante a 5VFunciones alternativas / detalles
REFanalog inSí
Terminal de entrada de tensión de referencia (umbral Vref = 2.495V nominal relativo al Ánodo; corriente Iref ~2 µA típica)
ANODEground—
Terminal de ánodo (conectado al común/masa del circuito GND; referencia interna común)
CATHODEpassive—
Terminal de cátodo del shunt (terminal de absorción de corriente; regula de Vref a 36V con corriente operativa de 1mA a 100mA)

Especificaciones clave

Atributos paramétricos

ParámetroMín.TípicoMáx.UnidadCondición de prueba
Tensión de referencia(Vref)2.442.4952.55VVKA = Vref, IKA = 10 mA, con TA = 25°C
Deriva térmica de la tensión de referencia(delta_Vref_temp)—1434mVVKA = Vref, IKA = 10 mA, TA = 0°C a 70°C
Relación de cambio en Vref respecto a la tensión de cátodo(delta_Vref_delta_VKA)—-1.4-2.7mV/VIKA = 10 mA, delta_VKA = 10 V a Vref, TA = 25°C
Corriente de entrada de referencia(Iref)—2.04µAIKA = 10 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = abierto, TA = 25°C
Deriva térmica de la corriente de entrada de referencia(delta_Iref_temp)—0.41.2µAIKA = 10 mA, R1 = 10 kΩ, R2 = abierto, TA = 0°C a 70°C
Corriente mínima de cátodo para regulación(Imin)—0.41mAVKA = Vref, con TA = 25°C
Corriente de cátodo en estado de corte(Ioff)—0.11µAVKA = 36 V, Vref = 0 V, con TA = 25°C
Impedancia dinámica(ZKA)—0.20.5ΩVKA = Vref, IKA = 1 mA a 100 mA, f <= 1 kHz, TA = 25°C

Valores máximos absolutos

Tensión de alimentación máx. (VDD/VCC)37 V
Corriente máx. de salida / por pin150 mA
Temperatura de almacenamiento-65 – 150 °C
Resistencia térmica θJA (TO-92)140 °C/W
Resistencia térmica θJC (TO-92)50 °C/W

Puntos críticos de ingeniería

Advertencias reales de hardware, restricciones de diseño de PCB y erratas del silicio que conviene conocer antes de fabricar.

Crítico

Inestabilidad con carga capacitiva (límite de estabilidad activa)

El TL431 puede oscilar al alimentar cargas capacitivas conectadas directamente entre sus terminales de cátodo y ánodo sin amortiguamiento en serie. Las curvas de estabilidad del fabricante (Figura 9-14 en SLVS543S) muestran que las capacidades entre 10nF y 3µF (según la corriente de cátodo IKA y la tensión VKA) crean un bucle condicionalmente estable que provoca oscilaciones parásitas y rizado en la salida.

Mitigación

Evite colocar cargas capacitivas puras entre 10nF y 3µF directamente entre cátodo y ánodo. Mantenga la capacidad pequeña (CL < 10nF para desacoplo de RF), utilice un condensador grande (CL > 10µF) con ESR adecuada, o intercale una pequeña resistencia amortiguadora en serie (1Ω a 10Ω) con el condensador para operar fuera de la zona de inestabilidad.

Crítico

Requisito de corriente mínima de cátodo (1.0 mA para regulación completa)

A diferencia de un diodo Zener pasivo convencional, el TL431 integra circuitería activa y un amplificador operacional que requieren una corriente mínima de cátodo de 0.4mA típica y hasta 1.0mA máxima en todo el rango de temperatura para mantener la regulación. Si la corriente desciende por debajo de 1mA, el lazo pierde ganancia y la tensión de cátodo sube hacia la tensión de alimentación sin regular.

Mitigación

Dimensione la resistencia serie RSUP de modo que con la tensión de alimentación mínima VSUP(min) y la corriente de carga máxima ILOAD(max), la corriente IKA del cátodo permanezca estrictamente por encima de 1.0mA (se recomienda diseñar para 2mA a 5mA de corriente en reposo para un margen robusto).

Advertencia

Error por corriente de entrada de referencia con resistencias elevadas

La ecuación de salida del TL431 es VO = Vref * (1 + R1 / R2) + Iref * R1. El terminal REF consume una corriente de polarización Iref (2µA típica, 4µA máx. a 25°C, con deriva de hasta 1.2µA con la temperatura). Si se seleccionan resistencias muy altas (R1 > 100kΩ) para reducir consumo, el término Iref * R1 genera un error apreciable y deriva térmica en la tensión de salida.

Mitigación

Diseñe la corriente del divisor Idiv = Vref / R2 para que sea significativamente mayor que Iref (al menos 100 veces, idealmente Idiv >= 200µA a 1mA). Seleccionar R2 <= 10kΩ asegura que las variaciones de Iref aporten menos del 0.1% de error a la salida.

Circuitos de referencia

Referencia de tensión shunt precisa con TL431

Topología: Regulador de tensión shunt programable con resistencia de polarización en serie y divisor resistivo.

Ver esquemaAbrir en Editor Web CAD

Documentación oficial y hojas de datos citadas

Hojas de datos, erratas y notas de aplicación de los fabricantes de semiconductores.

DATASHEETTexas Instruments

TL431x, TL432x Precision Programmable Reference

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