三端子レギュレータ

出力電圧
三端子レギュレータの特性のうち、もっとも重要な特性です。接合部温度、入力電圧、出力電流（負荷電流）を条件として、上限と下限が規定されています（これが出力電圧の精度です）。
設計時には、これらの条件を充分確認してください。なお、NECエレクトロニクスの三端子レギュレータでは、品名が出力電圧を表しています。
例 uPC2405AHF：uPC2400AHFシリーズで出力電圧が5Vのもの。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

入力安定度
接合部温度（通常T_j=125℃）、出力電流の条件を一定としたとき、入力電圧をある範囲で変化させた場合の、出力電圧の変化を最大値で示します。この値が小さいほど、ICの出力電圧の安定度が高いことになります。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

負荷安定度（出力安定度）
接合部温度（通常T_j=125℃）、入力電圧の条件を一定としたとき、出力電流（負荷電流）をある範囲で変化させた場合の、出力電圧の変化を最大値で示します。この値が小さいほど、ICの出力電圧の安定度が高いことになります。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

回路動作電流
ICが動作するのに必要な電流です。入力端子からGND端子に流れる電流として規定します。

リップル除去率
入力電圧に含まれる交流成分（AC成分）が、出力電圧で減衰する比率をdBで示します。この値が大きいほど、入力電圧の変化が出力に現れにくく、よい性能といえます。
リップル除去率=20log（ΔV_IN/ΔV_O）[dB]
リップル除去率は、交流成分の周波数に依存します。NECエレクトロニクスでは、通常120Hzで規定しています。

出力雑音電圧
ICが動作すると、内部で雑音（ノイズ）が発生します。出力雑音電圧は、IC内部で発生した雑音が、出力として現れる電圧を実行値で示します。この値が小さいほど、オーディオ用や微小電圧を扱う回路の電源に適します。

最小入出力間電圧差
安定な出力電圧を得るために、ICに最低限必要な入力電圧と出力電圧との電圧差です。
入力電圧と出力電圧の差と、出力電流の積が、三端子レギュレータの入出力間の損失になりますので、この値が小さいほど、低損失で使用できます。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

全損失
三端子レギュレータの全損失は、入出力間の損失と回路の損失の合計です。
つまり、全損失P_dは次式で表されます。
P_d＝（V_IN−V_O）・I_O+V_IN・(I_bias+ΔI_bias1)
（V_IN−V_O）：入出力間電圧差
I_O：出力電流
I_bias：回路動作電流
ΔI_bias1：回路電流変化量

ピーク出力電流
三端子レギュレータは、過電流制限回路を内蔵しています。ピーク出力電流とは、過電流制限回路が動作を開始する出力電流値です。この値を越える電流を流そうとすると、出力電圧が低下します。
また通常、安全動作領域制限回路と組み合わされていて、入出力電圧差が大きい（入力電圧が高い）ときや、チップ温度が高いときには、より少ない電流で制限がかかるようになっています。たとえば、1A出力のuPC2900シリーズの場合でも、入力電圧が高かったり、チップ温度が高かったりすると、1A未満でも制限回路が動作して、出力電圧が低下することがあります。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

出力短絡電流
事故などで、出力端子がグランドと短絡（ショート）状態になったとき、出力端子から流出する電流です。この値は、過電流制限回路の特性で決まります。つまり、入力電圧が高く、チップ温度が高いほど、電流を制限します。
注意　信頼性を保証する項目ではないので、連続的に出力を短絡させないでください。連続的な出力短絡に対する保証が必要な場合は、外部回路で対応してください。

出力電圧温度変化
出力電圧は、チップ温度によって変化します。出力電圧温度変化は、チップ温度が0〜125℃の範囲での、出力電圧の変化量です。この値は小さいほどよいのですが、保証値ではないので、出力電圧の温度変化を要求する用途には通常使えません。温度変化を保証しなければならない用途には、次の製品を推奨します。
uPC1093：可変出力シャント・レギュレータ
uPC1943，1944，1945：低電圧対応シャント・レギュレータ

起動時回路動作電流（起動時突入電流）
uPC2400Aシリーズのような低飽和型レギュレータは、出力段トランジスタにPNP型トランジスタを使用しています。このため、入力電圧が低いときにこのトランジスタが飽和して、入力からGNDに大電流が流れます。起動時回路動作電流は、この電流の最大値です。この電流値を越える電流が流れないと、レギュレータは正常に動作しません。

フの字垂下（フの字負荷）特性
出力電流を徐々に増加させたときの、出力電圧の変化を負荷特性で表します。IC内部の過電流制限回路が動作して、出力電圧が低下する直前の出力電流をピーク出力電流（I_Opeak）といいます。また、過電流制限回路の作用で、出力電圧が 0Vになるときの出力電流（I_Oshort）を出力短絡電流といいます。
ピーク出力電流が出力短絡電流より大きければ、カタカナの「フ」の字形の「フの字垂下特性（フの字負荷特性）」となり、等しければ、逆「L」字形の「定電流垂下特性（垂下特性）」となります。

(2006/10)

正電圧から負電圧が得られますか？（たとえば「＋5V→−12V」）

いいえできません。
三端子レギュレータは、正電圧入力では正電圧の出力しかできません。

負電圧から正電圧が得られますか？（たとえば「−12V→＋5V」）

いいえできません。
三端子レギュレータは、負電圧入力では負電圧の出力しかできません。

低い電圧から高い電圧が得られますか？（たとえば「＋3V→＋5V」や「−3V→−5V」）

いいえできません。
三端子レギュレータの出力電圧は、絶対値が入力電圧より小さくなければなりません。

過熱保護回路は、どのような条件で動作しますか？

接合部温度（T_j）が絶対最大定格（一般に１５０℃）を越えると動作します。T_jが１５０〜２００℃の間で、ICの出力を遮断します。

過熱保護回路は、どのような条件で解除されますか？

接合部温度（T_j）が過熱保護回路動作温度（１５０℃〜２００℃）より低くなると、自動的に解除されます。

過熱保護回路が動作すると、製品は劣化しませんか？

過熱保護回路が動作するのは、接合部温度（T_j）が絶対最大定格を越えたためですから、製品が劣化する可能性は高いです。

過熱保護回路の目的は、レギュレータIC自身と周辺のいずれの保護ですか？

IC自身が破壊寸前に暴走して、周辺にも影響する場合があります。過熱保護回路は、IC自身を保護することによって、周辺を含めた安全を確保するものです。

過電流制限回路のばらつきは、どのくらいですか？

ピーク出力電流（I_Opeak）が、過電流制限回路の動作開始点を表わします。ピーク出力電流のばらつきをご参照ください。

三端子レギュレータ：UPC29M10Tのデータシートには過電流制限回路・過熱保護回路・安全動作領域制限回路が記載されていますが、回路を保護するシャットダウン機能はないのですか？　更に出力短絡状態では過電流制限回路のみが動作しているのですか？

【UPC29M00シリーズのブロック図】

出力電流を完全に零とする保護回路（シャットダウン機能）は内蔵していません（データシート記載の Vo-Io 特性をご参照下さい：フの字負荷特性が確認でき、出力電圧が0Vでもある程度の出力電流が流れます）。

【Vo-Io特性：UPC29M03 】


尚、出力短絡した場合、過電流制限回路が動作し、そのまま放置すると熱上昇にともない過熱保護回路・安全動作領域制限回路などが動作します。したがいまして『出力短絡状態では過電流制限回路のみが動作している』とは言い切れません。

〔関連FAQ〕
用語

(2006/12)

自立タイプパッケージ(例：uPC78L05J)の製品ではジャンクション-ケース間熱抵抗値がデータシートに記載されていないが？

uPC78L05Jは自立タイプのパッケージの中でもTO-92という放熱板を取り付けられないタイプのパッケージです。従いましてジャンクション-周囲温度間の熱抵抗値を基に設計を頂けます様お願いを致します。尚、自立タイプのパッケージでも放熱板を取り付けられるタイプのパッケージには、ジャンクション-ケース間の熱抵抗値を掲載しています。

なお、端子挿入品は生産集約しており、uPC78L05Jの代替は表面実装品のuPC78L05Tです。

(2005/12)

uPC7800Aシリーズにおける電気的特性・出力雑音電圧(Vn)の条件欄に10Hz≦ｆ≦100kHzと記載されていますがこれは何を示していますか？

【出力雑音電圧】　uPC7805A

項目	略号	条件	MIN.	TYP.	MAX.	単位
出力雑音電圧	Vn	TJ=25℃,10Hz≦ｆ≦100kHz		４０	２００	μVrms

出力雑音電圧は、出力端子にバンドパス・フィルタを設置しその出力を実効値電圧として測定しています。10Hz≦ｆ≦100kHzはこのバンドパス・フィルタのバンド幅を示しています。
尚、単位はμVrmsが一般的です。

〔関連FAQ〕
電気に関する単位の意味は？

(2006/10)

３端子可変正出力電圧安定化電源回路(ｕＰＣ３１７)の電気的特性に基準電圧(Ｖ_ＲＥＦ)が規定されていますが、どの様な意味合いを持つ電圧なのでしょうか？
また、基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）はどの様に利用するのでしょうか？

■ＵＰＣ３１７は３端子電圧安定化電源ＩＣですが、外部で出力電圧を任意に設定できます。そのために、基準電圧(Ｖ_ＲＥＦ)の規定をし、公表しています。

■基準電圧(Ｖ_ＲＥＦ)をもとに所望の出力電圧を簡単にR₁とR₂で求める事ができます。以下に、その動作を説明します。

【ブロック図】


各ブロックに必要な回路動作電流はOUTPUT端子から吐き出されR₁,R₂を通じて外部GNDに流れます。
　一方、ADJ端子からの流出電流（I_ADJ）は最大でも100μAとわずかですが安定した出力電圧を得るためにI_ADJとV_REF/R₁の電流比を十分に大きくとります。
R₁の推奨値は240Ωで、V_REF/R₁＝1.25V/240Ω＝5.2mAです。この場合のI_ADJとの電流比は約52です。設定の詳細は後述しますがこれだけの電流比が得られていれば外付け抵抗比だけで安定した出力電圧設定が可能となります。

出力電圧が安定している状態では、R₁の両端電圧が（誤差増幅器におけるイマジナル・ショートが成立している）V_REFと等しくなっています。
この状態で何らかの要因でOUTPUTの電圧が低下した場合、R₁での電圧がV_REFよりも小さくなることから、非反転端子には正の電圧が印加され、Tr1を深くバイアスしOUTPUTの電圧を上げる動きをします。逆にOUTPUTが上がる場合ではR₁における電圧がV_REFよりも大きくなることから、非反転端子にはTr1を浅くバイアスしOUTPUTの電圧を下げる動きとなる電圧が印加されます。

この様にV_REFはOUTPUTの電圧を一定に保つ為の基準としての意味合いを上記制御の中で担っています。

更に出力電圧が一定となる様に動作することを利用し、外部回路で出力電圧を任意に設定できる構成とすることも可能です。以下の標準接続を例にとり説明を行います。



基準電圧（Ｖ_ＲＥＦ）はＡＤＪ端子を基準とした場合、ＡＤＪ端子とＯＵＴＰＵＴ端子間の電圧として確認できます。この端子間を流れる電流(1.25V/240Ω＝5.2mA)を利用しR₂の抵抗値を変えることによりADJ端子の電位を設定(かさ上げ)することができます。
そして出力電圧は次式によって決定されます。

Vo＝R₂（I_ADJ＋V_REF/R₁）＋V_REF
≒R₂×V_REF/R₁＋V_REF　　　（I_ADJ：ADJ端子流出電流を無視する）
＝（１＋R₂/R₁）×V_REF

この式からV_REFが基準電圧となり出力電圧の設定が出来ることが分ります。

関連FAQ：３端子可変正出力電圧安定化電源回路(ｕＰＣ３１７)における出力電圧設定回路用抵抗値(R₁及びR₂)はどの様に設定すれば良いのでしょうか？

(2007/03)

uPC317の全損失(P_T)を求める方法は？
三端子レギュレータの全損失は、入出力間の損失と回路の損失との合計ですから全損失(P_T)は次式により求めれば良いのですか？

uPC317は通常の三端子レギュレータとは回路構成が異なっています。具体的には(ブロック図にて)回路動作電流の大方（I_bias�@）が出力電流（Ｉ_O）に含まれＯＵＴＰＵＴ端子から流出する構成となっています。
そして残る回路動作電流(I_bias�A)はＡＤＪ端子からＩＡＤＪとして流出します。
このことから、全損失PTは下記となります。

P_T＝（V_IN−V_O）・I_O+V_IN・ＩＡＤＪ　　但しＩ_OにてI_bias�@を含む

但しＩＡＤＪはデータシート・電気的特性に記載の様にマイクロ・アンペア（μA）であることから無視することができ、全損失（ P_T ）は次式にて算出できます。

P_T＝（V_IN−V_O）・I_O

(2007/06)

入力側と出力側のコンデンサは、必要ですか？

はい、必要です。
低飽和型レギュレータや負出力レギュレータは、コンデンサの容量や種類によっては発振しやすい特性なので、必ずデータ・シートに記載されているものをご使用ください。また、入力側のコンデンサは、温度特性や周波数特性の良いコンデンサを推奨します。

外部容量にタンタル・コンデンサやフィルム・コンデンサを推奨されていますが、他のコンデンサは使えませんか？

温度特性、周波数特性が良いコンデンサであれば、どのようなコンデンサでも結構です。
コンデンサの中には温度特性と周波数特性が劣る製品がありますのでご利用のコンデンサの特性にご注意ください。

１．電解コンデンサは低温（0℃以下）で著しく容量が減る製品があります。 　　お客様がご利用の温度において所定の容量が確保できている必要がございます。 ２．一般に電解コンデンサは 100〜120Hz という低い周波数で容量を測定して 　　います。周波があがると著しく容量が低下する製品がございます。 　　三端子レギュレータは 1〜3MHz 付近で発振します。 　　従って 1〜3MHz 付近の周波数で所定の容量が確保できる必要がございます。 　　周波特性が悪いコンデンサをご利用になる場合には、並列に高周波特性の良い 　　コンデンサを入れるなどして発振を抑える対策が必要です。

電解コンデンサの特性には特に注意が必要ですが、 セラミック・コンデンサなどでも特性の悪い製品がありますので特性にご注意のうえご利用ください。
タンタル・コンデンサやフィルム・コンデンサは、一般に特性が安定しているので、データ・シートではこれらのご利用をお勧めしています。
なお、ESR(等価直列抵抗)やESL(実効直列インダクタンス)が小さいコンデンサでは、発振することがありますので、ご使用になるコンデンサでご評価ください。ESR,ESLは温度や周波数の影響を受けます。

(2007/10)

並列接続で、駆動電流を増やすことはできますか？

だめです。
電流容量が不足する場合は、放熱対策をするか、出力にトランジスタを接続するなどしてください。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

低飽和レギュレータのGNDに抵抗を挿入して、出力電圧を上げることはできますか？

いいえ、できません。
低飽和型レギュレータでは、定常時の回路動作電流より大きな起動時回路動作電流が流れますので、そのような回路では、起動時や停止時に出力電圧が上昇してしまいます。
参考資料：三端子レギュレータの使い方

データ・シートに記載している推奨出力電流を越えると、問題がありますか？

出力電流の最大値（uPC2900A/Bシリーズでは1A）を越えても、破壊することはないと思われます。
なお、三端子レギュレータでは、出力電流を規定していません。三端子レギュレータは過電流制限回路を内蔵しており、過負荷では出力電流を制限します。ただし、推奨条件を越えた出力電流では、特性値が保証されていませんので、他のICを選定されることをお勧めします。

出力の垂下特性を知りたい。

I_Opeak−（V_IN−V_O）特性から簡易的に求めることができます。

推奨条件より低いV_INでの使用を続けると、どうなりますか？

入力電圧にほぼ等しい電圧を出力します。
ただし、このような条件では、電気的特性や各種保護回路の動作が保証されません。また、低飽和型三端子レギュレータでは、レギュレーション開始電圧よりV_INが低い場合、大きな回路電流が流れて高温になることがあります。

推奨条件より高いV_INで使用すると、どうなりますか？

絶対最大定格を越えなければ、破壊することはありません。ただし、入出力間電圧差が大きくなるため、温度上昇に対する配慮が必要です。また、絶対最大定格の入力電圧との余裕が少なくなることに、ご注意ください。

uPC7805AHFの入力電圧を30Vに設定し使用したいのですが、推奨動作条件の入力電圧はMax.25Vとなっています。30Vで使用した場合にどの様な不都合が起こるのでしょうか？

入力電圧を30Vとしご使用を頂いても特性悪化、破損などは生じずご使用頂けます。但し、絶対最大定格の内部消費電力(Ｐ_T)に対する注意が必要です。絶対最大定格のＰ_Tを超えない範囲でご使用下さい。

(2006/09)

無負荷で使用した場合、破壊や温度上昇といった問題は生じますか？

一般に、無負荷で使用しても、基本的には問題ありません。ただし、発振する可能性が高くなりますので、セットで十分にご評価ください。
なお、可変出力型では、最小出力電流を規定していますので、無負荷にはしないでください（トラブル・シューティング参照）。

接合部温度が絶対最大定格を越えなければ、動作周囲温度が絶対最大定格を越えても問題はないですか？

いいえ、信頼性は保証できません。
絶対最大定格は、１項目でも越えてはなりません。

可変出力型の三端子レギュレータで、5Vから3.3Vを出力できますか？

いいえ、できません。
uPC317やuPC7800Aシリーズは、入出力電圧差が3V以上必要です。入出力電圧差が1V以上で動作するuPC2900シリーズのうち、uPC2933（3.1V出力）をお使いください。

uPC7805Aの V_O が ３項目あります。
2つは温度条件が記載されていますが、1つは温度条件が記載されていません。
条件が記載されていない項目は T_j = ０〜１２５℃ と考えて良いのでしょうか？

はい、おっしゃる通り T_j は ０〜１２５℃ となります。
条件が記載されていない項目は欄外に記載してある条件（共通条件）が適用されます。
お訊ねの項目についても欄外の条件が適用されます。

「標準接続」に記載されるD1(OUTPUT端子がINPUT端子より高電圧になる場合を想定し接続)にどの様なダイオードを使用すれば良いですか？

電源ICに対するダメージを軽減する目的からショットキー・バリア・ダイオードを推奨致します。尚、INPUT-OUTPUTの電圧差以上の耐圧が必要です。

(2005/12)

三端子レギュレータ(正電源用)で出力端子電圧が入力端子電圧より高くなった場合の逆流防止用ダイオード(出力→入力へと繋ぐ)の耐圧は何Ｖのものがよいのでしょうか？

この場合のダイオ−ドの耐圧は三端子電源ＩＣの絶対最大定格の入力電圧以上(絶対最大定格の入力電圧の1.2〜1.3倍程度　以上)として下さい。

例：ＵＰＣ２９ｘｘＢシリーズ

(2006/05)

uPC2933Aの回路設計で、回路電流(I_BIAS)の規格に対して、どの様に注意をすればいいですか。

I_BIASは定常状態で電源用IC内部の各ブロックが動作するのに必要な電流です。入力端子からGND端子へ流れる電流を規定しています。
このほかに起動時回路動作電流（I_BIAS(s)）についても注意が必要です。
uPC2900Aシリーズのような低飽和型レギュレータは、出力段トランジスタにPNPトランジスタを使用しているため、起動時の入力電圧が低いときにこのトランジスタが飽和して、入力からGNDに大電流が流れます。起動時回路動作電流は、この電流の最大値です。この電流値を超える電流が流れないと、レギュレータは正常に動作しません。

【uPC2933Aの例】

項目	略号	条件	MIN.	TYP.	MAX.	単位
回路動作電流	IBIAS	Io=0A		２．０	３．０	mA
起動時回路動作電流	IBIAS(s)	VIN=3.1V,Io=0A		１０	３０	mA

この例の回路電流は、定常状態で動作するのに2.0mAを要するデバイスが平均的であり、最大で3.0mAが流れるデバイスが含まれることを示します。
同様に起動時では、最大で30mAの回路電流が流れるデバイスが含まれていることを示します。
以上から、回路負荷に流す電流に加え、30mA以上の電流がデバイスの入力端子に供給できる外部電源が必要となります。

(2006/10)

３端子可変正出力電圧安定化電源回路(ＵＰＣ３１７)における出力電圧設定回路用抵抗値(R₁及びR₂)はどの様に設定すれば良いのでしょうか？

上記の標準接続にてR₁としては基本的に240Ωを推奨しています。
R₁を240Ωとした場合の出力電圧：Voは次式及び下表となります。

Vo＝（１＋R₂/R₁）×V_REF


尚、R₁を240Ω以外の大きい値とした場合には以下の注意が必要です。
R₁を240Ωとした場合では無負荷の時でも1.25V/240Ω＝5.2mAがR₁に流れます。この際にADJ端子流出電流(I_ADJ)はMax.100μAと電気的特性に規定があり、5.2mAよりかなり小さい値ですので無視できる状態にあります。
しかし『R₁を240Ω以外の値(1kΩなど)にする』とするとR₁に流れる電流の値が小さくなり、I_ADJの値が無視できなくなり、これに依り出力精度が悪くなることが考えられます。

(2007/03)

2電源回路に三端子レギュレータを使うと、どちらか一方しか動作しないのですがなぜでしょう。

出力端子に外部から電源が供給されると IC は動作しなくなります。
2電源方式の場合はどちらか一方が先に立ち上がると負荷を通してもう一方の ICに逆の電圧が供給されてしまいます。
この状態になると IC は動作しなくなります。
なお、一旦この状態になると全ての端子に加わる電圧がゼロになるまで回復しません。
出力端子に逆電流が流れないように順方向電圧の小さなダイオード （ショットキ・バリア・ダイオードなど）で保護してください。

正負電源を構成すると、出力電圧が上昇しない。

正電源の立ち上がりが、負電源より遅い場合、正電源のGNDからOUTPUTに電流が流れるので、正電源が立ち上がらなくなります。GNDとOUTPUTの端子間に、ダイオードを接続して、電流をバイパスさせてください。

出力端子を抵抗でプルアップしたら動作が不安定になりました。

三端子レギュレータは負荷へ電流を供給する事を前提に設計してあります。
外部から出力端子へ電流を供給すると制御不能になり、正常な動作ができなくなります。
なお一旦制御不能な状態になると電源を切るまで回復しない場合もございますのでプルアップはおやめください。

可変出力型のuPC317で、出力をオープンにすると、出力電圧が規定より高くなります。

可変出力型では、出力電流の最小値が規定されていますので、出力はオープンにできません。
uPC317は常温で、3mA以下の負荷電流では起動しません。起動しない状態では、出力電圧が規定より高くなります。

負荷を接続すると、出力電圧が低下します。

次のような、原因と対応が考えられます。

原因：出力が発振している。
対応：入力と出力に接続しているコンデンサの接続を確認する。

原因：ピーク出力電流を越える電流が流れている。
対応：入力電圧を下げる。放熱を良くして、チップ温度を下げる。
　　　注意　モータやランプなどが負荷の場合は、起動時に大きな電流が必要です。

原因：チップ温度が150℃を越えている。
対応：入力電圧を下げる。放熱を良くして、チップ温度を下げる。

原因：入力と出力を逆に接続している。
対応：端子接続をご確認ください。

原因：前段の電源の容量が不足している（低飽和型レギュレータの場合）。
対応：低飽和型レギュレータの場合は、出力電流に加えて、起動時の回路動作電流を供給できる電源を用意してください。

出力が発振します。

次のような、原因と対応が考えられます。

原因：入力と出力に、データ・シートで指定していないコンデンサが接続されている。
対応：入力側にアルミ電解コンデンサしか接続されていない場合は、指定のコンデンサも接続してください。また、（積層）セラミック・コンデンサを接続されている場合は、指定のコンデンサに替えてください。

原因：コンデンサとICの距離が長い。
対応：配線の長さは1cm以下にしてください。

注　低飽和型／負出力型の三端子レギュレータでは、等価直列抵抗の小さい（低インピーダンス）コンデンサを出力に使用してください。

端子の根元に、地金が出ています。

問題ありません。リードの細い部分まで、メッキされていれば良品です。

三端子レギュレータの品名はどのように付けられているのですか？

FAQの品名：三端子レギュレータ（シリーズ・レギュレータ）をご参照下さい。

(2008/05)