新型高性能微處理器需要對(duì)電源瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行全新的研究。例如，奔騰處理器的電流需求從200mA的低空閑模式到20ns的4A的滿載電流。當(dāng)處理器重新進(jìn)入其省電模式時(shí)，會(huì)發(fā)生相同幅度的轉(zhuǎn)換。此外，對(duì)于5V電源和瞬態(tài)條件，總體電源公差已從傳統(tǒng)的±5%顯著縮小。當(dāng)考慮到所有可能的直流誤差項(xiàng)時(shí)，電源在受上述負(fù)載步長(zhǎng)影響時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)必須在±46mV內(nèi)!

為了解決這個(gè)問題，線性技術(shù)公司開發(fā)了LT1585線性穩(wěn)壓器。它具有1%的初始精度，出色的溫度漂移和負(fù)載調(diào)節(jié)，以及幾乎完美的線路調(diào)節(jié)。除了出色的直流特性外，LT1585還具有極快的瞬態(tài)響應(yīng)速度。該穩(wěn)壓器作為可調(diào)穩(wěn)壓器提供，需要兩個(gè)電阻來設(shè)置工作點(diǎn)，以及固定版本，已修剪和優(yōu)化3.3V, 3.38V, 3.45V和3.6V輸出。固定版本完全指定了最壞情況下的DC錯(cuò)誤界限;在可調(diào)設(shè)計(jì)中，必須考慮外部電壓整定電阻的影響。

暫態(tài)響應(yīng)不僅受調(diào)節(jié)器本身的影響。布局電容和旁路電容中的雜散電感以及電容ESR在瞬態(tài)前400ns的響應(yīng)中占主導(dǎo)地位。圖1顯示了為滿足英特爾P54C-VR微處理器的所有要求而開發(fā)的旁路方案。為了降低影響暫態(tài)響應(yīng)的總ESR和ESL，需要使用多個(gè)電容。

輸入電容C1和C2主要用于從5V邏輯電源解耦負(fù)載瞬態(tài)。此處使用的值針對(duì)典型的5V臺(tái)式電腦“銀盒”電源輸入進(jìn)行了優(yōu)化。C5至C10在低ESR和ESL時(shí)提供體電容，C11至C20在高頻率(>100kHz)時(shí)保持低ESR和ESL。C4是一種阻尼器，可以最大限度地減少沉降過程中的振鈴。

放置表面貼裝去耦元件的一個(gè)好地方是在電路板頂部的奔騰插座腔的中心?？紤]在插座中心的電路板頂層使用電源和接地平面的同心圓，以便將電容器連接在一起。將主電源和地平面連接到這些腔面，每個(gè)電容器至少有兩個(gè)過孔。這將最小化寄生電感。穩(wěn)壓器和阻尼電容器應(yīng)靠近(<1”)微處理器插座，以盡量減少電路走線電感。

驗(yàn)證調(diào)節(jié)器和微處理器布局可以通過控制負(fù)載(如英特爾制造的電源驗(yàn)證器)來完成。該設(shè)備直接插入微處理器插座，模擬最壞情況下的負(fù)載瞬態(tài)條件。

圖2顯示了LT1585在最壞情況下200mA到4A負(fù)載階躍時(shí)的示波器響應(yīng)照片。跡線C是負(fù)載電流階躍，在4A處基本持平，上升時(shí)間為20ns。走線A是每分路20mV時(shí)的輸出穩(wěn)定響應(yīng)。光標(biāo)軌跡B相對(duì)于初始輸出電壓標(biāo)記為-46mV。在負(fù)載電流開始時(shí)，由于電路板和電容器的感應(yīng)效應(yīng)以及電容器的ESR，微處理器插座電壓降至-38mV。誘導(dǎo)效應(yīng)持續(xù)約400ns。在接下來的3μs，由于負(fù)載電流耗盡旁路電容，輸出下降。當(dāng)LT1585趕上負(fù)載需求時(shí)，趨勢(shì)會(huì)逆轉(zhuǎn)，輸出在大約50μs后穩(wěn)定下來。

運(yùn)行4A，電壓降為1.7V，穩(wěn)壓器功耗為6.8W。如圖1所示的散熱器，100英尺/分鐘的空氣流量足以滿足最壞的工作條件。

LT1585的可調(diào)版本使其相對(duì)容易適應(yīng)多個(gè)微處理器電源電壓規(guī)格(見圖3)。為了保持LT1585內(nèi)部參考的嚴(yán)格公差，建議使用0.5%調(diào)整電阻。R1的大小為承載約10mA的空轉(zhuǎn)電流(≤124歐姆)， R2的計(jì)算公式為:

地點(diǎn):

I(ADJ) = 60μA, V(REF) = 1.250V

圖3顯示了R1和R2的連接。注意，圖1中C5到C10的值減少了，但不影響瞬態(tài)響應(yīng)。C3的添加使這成為可能，也消除了對(duì)C4的需求。