20年没“掉压”！TPS74401的电源届“老黄牛”自白书

集成电路大数据平台 2025-10-13 17:28
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本期是平台君和您分享的第332期内容
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在汽车电子、工业自动化等对供电稳定性要求严苛的领域，电源管理芯片常被比作系统的“心脏”——而👈作为TI（德州仪器）推出的可编程线性稳压器，正在持续为各个行业供能。

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Basic Information

01. TPS74401基本信息

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TPS74401是专为高性能应用设计的低噪声、高精度、低压差线性稳压器。平台君从TI发布的资料中发现，其datasheet最早的撰写日期为2005年12月，最新的修订时间为2025年4月。

这表示在近20年的时间里，TPS74401这颗芯片仍在根据最新的市场需求进行更新！

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TPS74401的封装类型（图源：芯片规格书）

根据2025年4月修订的数据手册显示，TPS74401输入电压范围为1.1V至5.5V，可调输出为0.8V至3.6V。

新版TPS74401（如RGW封装）对输出电容要求调整为‌≥2.2µF‌（旧版支持无电容运行），并更新了超低压降参数（3.0A电流时典型值120mV）。

同时，此次更新还精简了芯片的封装选项，保留了VQFN-20（RGW）和VQFN-16（RGR），停用了旧版DDPAK-7封装。

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Internal Structure

02. TPS74401内部结构

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TPS74401采用了BCD0.6um 工艺制造，金属层为4层，管芯尺寸2.10mm x 1.78mm，下图是TPS74401的芯片概貌图。

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TPS74401的顶层概貌图（图源：IPBrain平台）

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TPS74401的管芯文字（图源：IPBrain平台）

TPS74401内部结构设计主要用于确保高效和稳定的电源输出，其内部主要包括以下功能模块。

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TPS74401的功能框图（图源：芯片规格书）

  1. 保护电路：TPS74401内部包含多种保护功能，如过流保护、过热保护、反向电流保护等，可以确保在异常状况下芯片不受损坏。

  2. 参考电压源：可以为芯片提供一个稳定的参考点，用来比较和调整输出电压；

  3. 误差放大器：将反馈的输出电压与参考电压进行比较，同时可以驱动晶体管；

  4. 晶体管：根据误差放大器的控制信号调整其导通程度，从而进一步控制输出电压；

TPS74401的内部结构功能增加了它在严苛环境中可靠性和稳定性，例如，TPS74401能够在输入电压变化是保持稳定的输出，同时能够处理较大范围的负载变化。

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TPS74401的顶层电路图（图源：IPBrain平台）

下图是TPS74401芯片内部的放大器功能模块。

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放大器电路图（图源：IPBrain平台）

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放大器Poly层图像（图源：IPBrain平台）

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Performance Advantage

03. TPS74401性能优势

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  1. 低噪声和高效率：对于需要稳定电源的精密仪器来说，低噪声的功能至关重要，TPS74401的设计减少了开关噪声和电磁干扰，在一些噪声和电磁敏感的应用中，可以极大地提高用户体验；

  2. 可编程性：TPS74401支持可编程软启动功能，可以平滑的启动负载，模拟实际工作中的负载条件，包括静态和动态的负载变化，减少启动电流。

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TPS74401的应用框图（图源：芯片规格书）

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Chip Details

04. TPS74401芯片细节

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平台君为大家截取了TPS74401芯片内部的部分器件截图，大家一起来看一下吧。

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MOS管（图源：IPBrain平台）

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电容（图源：IPBrain平台）

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电阻（图源：IPBrain平台）

2025年新能效标准（如GB20943-2025）推动了电源芯片向低功耗、高精度发展，而TPS74401凭借其1%精度和可编程软启动功能，可以持续适用于工业控制、通信设备等领域。

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