background image

LM2931

SERIES

VERY LOW DROP VOLTAGE

REGULATOR WITH INHIBIT FUNCTION

®

 

December 1999

BLOCK DIAGRAM

s

VERY LOW DROPOUT VOLTAGE (0.15V

TYP. AT 10mA LOAD)

s

LOW QUIESCENT CURRENT (TYP 2.5mA,

AT 100mA LOAD)

s

OUTPUT CURRENT UP TO 100mA

s

ADJUSTABLE (FROM V

OUT

=2.5V ONLY

SO-8) AND FIXED (3.3V & 5V) OUTPUT

VOLTAGE VERSION

s

INTERNAL CURRENT AND THERMAL LIMIT

s

LOAD DUMP PROTECTION UP TO 60V

s

REVERSE TRANSIENT PROTECTION UP TO

-50V

s

TEMPERATURE RANGE: -40 TO 125

o

C

s

PACKAGE AVAILABLE: TO-92, DPAK,

TO-220, SO-8 (WITH INHIBIT CONTROL)

DESCRIPTION

The

LM2931

series

are

very

low

drop

regulators. The very low drop voltage and the

low quiescent current make them particular

suitable for low noise, low power applications

and in battery powered systems. In the 8 pin

configation (SO-8), fully compatible to the older

L78L0 0 family, a shut down Logic Control

function is available.

This means that when the device is used as a

local regulator is possible to put a part of the

board in stand-by decreasing the total power

consumption. Ideal for automotive application

the LM2931 is proteceted from reverse battery

installations or 2 battery jumps. During the

transient, suchs as a a load dump (60V) when

the input voltage can exceed the specified

maximum operating input voltage (26V), the

regulator will automatically shut down to protect

both internal circuit and the load.

TO-252 (DPAK)

TO-220

SO-8

TO-92

1/16

background image

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Symbol

Parameter

Value

Unit

V

IN

DC Positive Input Voltage

40

V

V

IN

DC Reverse Input Voltage

-15

V

V

IN

Transient Input Voltage (

τ

< 100ms)

60

V

V

IN

Transient Reverse Input Voltage (

τ

< 100ms)

-50

V

V

I NH

Inhibit Input Voltage

40

V

I

O UT

Output Current

Int ernally Limit ed

mA

T

stg

Storage Temperature Range

-65 to 150

o

C

T

o p

Operating Junction Temperature Range

-40 to 125

o

C

Absolute Maximum Ratings are those value beyond which damage to the device may occur. Functional operation under these condition is

not implied.

CONNECTION DIAGRAM AND ORDERING NUMBERS (top view)

TO-220

DPAK (*)

TO-92 (*)

SO-8 (*)

Output Voltage

LM2931AV33

LM2931BV33

LM2931AV50

LM2931BV50

LM2931ADT33

LM2931BDT33

LM2931ADT50

LM2931BDT50

LM2931AZ33

LM2931BZ33

LM2931AZ50

LM2931BZ50

LM2931AD33

LM2931BD33

LM2931AD50

LM2931BD50

3.3V

3.3V

5V

5V

LM2931D

2.5V t o 26V

(*) Available in Tape & Reel with the suffix ”R” for fixed version and ”-R” for adjustable version.

TO-220

DPAK

SO-8

TO-92

pin 1 = OUT

pin 2 = GND

pin 3 = IN

BOTTOM VIEW

(*) = N.C. for FIXED and ADJ for ADJUSTABLE

LM2931 SERIES

2/16

background image

APPLICATION CIRCUIT FOR FIXED OUTPUT (Figure 1)

APPLICATION CIRCUIT FOR ADJUSTABLE OUTPUT (Figure 2)

R

1

suggested Value = 27K

V

O

= V

REF

x

R

1

+

R

2

R

1

LM2931 SERIES

3/16

background image

ELECTRICAL CHARACTERISTICS FOR LM2931A 3.3V (refer to the test circuits,

T

j

= 25

o

C, V

IN

= 14 V, C

IN

= 0.1

µ

F, C

O

= 100

µ

F, I

O

= 10mA, V

INH

= 0V unless otherwise specified)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

V

I

Maximum Operating Input

Voltage

I

O

= 10 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

26

37

V

V

O

Output Voltage

3.175

3.3

3. 425

V

V

O

Output Voltage

I

O

= 100 mA

V

IN

= 6 to 26 V

T

j

= -40 to 125

o

C

3.135

3.3

3. 465

V

V

O

Line Regulation

V

IN

= 9 to 16 V

2

10

mV

V

O

Line Regulation

V

IN

= 6 to 26 V

4

33

mV

V

O

Load Regulation

I

O

= 5 to 100 mA

10

33

mV

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 10 mA

90

250

V

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 100 mA

250

600

V

I

d

Quiescent Current

ON Mode: I

OUT

= 100mA

2.5

30

mA

I

d

Quiescent Current

OFF Mode: V

INH

= 2.5 V R

LOAD

= 330

0.3

1

mA

I

SC

Short Circuit Current

100

300

mA

SVR

Supply Voltage Rejection

I

O

= 100 mA

V

IN

= 14

±

2V

f = 120 Hz

T

j

= -40 to 125

o

C

55

78

dB

V

I L

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

2

1.2

V

V

IH

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

3.25

2

V

I

INH

Inhibit Input Current

V

INH

= 2.5 V

22

50

µ

A

V

IN

Transient Input Voltage

R

LOAD

= 330

Ω τ

< 100ms

60

70

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage

V

O

±

0.3V

R

LOAD

= 330

-15

-50

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage Transient

R

LOAD

= 330

Ω τ

< 100ms

-50

V

eN

Output Noise Voltage

B = 10Hz to 100KHz

330

µ

V

RM S

Note 1: Reference Voltage is measured from V

OUT

to AJD pin.

Note 2: V

d

measured when the output voltage has dropped 100mV from the nominal value obtained at 14V.

LM2931 SERIES

4/16

background image

ELECTRICAL CHARACTERISTICS FOR LM2931B 3.3V (refer to the test circuits,

T

j

= 25

o

C, V

IN

= 14 V, C

IN

= 0.1

µ

F, C

O

= 100

µ

F, I

O

= 10mA, V

INH

= 0V unless otherwise specified)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

V

I

Maximum Operating Input

Voltage

I

O

= 10 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

26

37

V

V

O

Output Voltage

3.135

3.3

3. 465

V

V

O

Output Voltage

I

O

= 100 mA

V

IN

= 6 to 26 V

T

j

= -40 to 125

o

C

2.97

3.3

3.63

V

V

O

Line Regulation

V

IN

= 9 to 16 V

2

10

mV

V

O

Line Regulation

V

IN

= 6 to 26 V

4

33

mV

V

O

Load Regulation

I

O

= 5 to 100 mA

10

33

mV

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 10 mA

90

200

V

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 100 mA

250

600

V

I

d

Quiescent Current

ON Mode: I

OUT

= 100mA

2.5

30

mA

I

d

Quiescent Current

OFF Mode: V

INH

= 2.5 V R

LOAD

= 330

0.3

1

mA

I

SC

Short Circuit Current

100

300

mA

SVR

Supply Voltage Rejection

I

O

= 100 mA

V

IN

= 14

±

2V

f = 120 Hz

T

j

= -40 to 125

o

C

55

78

dB

V

I L

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

2

1.2

V

V

IH

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

3.25

2

V

I

INH

Inhibit Input Current

V

INH

= 2.5 V

22

50

µ

A

V

IN

Transient Input Voltage

R

LOAD

= 330

Ω τ

< 100ms

60

70

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage

V

O

±

0.3V

R

LOAD

= 330

-15

-50

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage Transient

R

LOAD

= 330

Ω τ

< 100ms

-50

V

eN

Output Noise Voltage

B = 10Hz to 100KHz

330

µ

V

RM S

Note 1: Reference Voltage is measured from V

OUT

to AJD pin.

Note 2: V

d

measured when the output voltage has dropped 100mV from the nominal value obtained at 14V.

LM2931 SERIES

5/16

background image

ELECTRICAL CHARACTERISTICS FOR LM2931A 5V (refer to the test circuits,

T

j

= 25

o

C, V

IN

= 14 V, C

IN

= 0.1

µ

F, C

O

= 100

µ

F, I

O

= 10mA, V

INH

= 0V unless otherwise specified)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

V

I

Maximum Operating Input

Voltage

I

O

= 10 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

26

37

V

V

O

Output Voltage

4.81

5

5.19

V

V

O

Output Voltage

I

O

= 100 mA

V

IN

= 6 to 26 V

T

j

= -40 to 125

o

C

4.75

5

5.25

V

V

O

Line Regulation

V

IN

= 9 to 16 V

2

10

mV

V

O

Line Regulation

V

IN

= 6 to 26 V

4

30

mV

V

O

Load Regulation

I

O

= 5 to 100 mA

15

50

mV

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 10 mA

90

200

V

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 100 mA

250

600

V

I

d

Quiescent Current

ON Mode: I

OUT

= 100mA

2.5

30

mA

I

d

Quiescent Current

OFF Mode: V

INH

= 2.5 V R

LOAD

= 500

0.3

1

mA

I

SC

Short Circuit Current

100

300

mA

SVR

Supply Voltage Rejection

I

O

= 100 mA

V

IN

= 14

±

2V

f = 120 Hz

T

j

= -40 to 125

o

C

55

75

dB

V

I L

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

2

1.2

V

V

IH

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

3.25

2

V

I

INH

Inhibit Input Current

V

INH

= 2.5 V

22

50

µ

A

V

IN

Transient Input Voltage

R

LOAD

= 500

Ω τ

< 100ms

60

70

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage

V

O

±

0.3V

R

LOAD

= 500

-15

-50

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage Transient

R

LOAD

= 500

Ω τ

< 100ms

-50

V

eN

Output Noise Voltage

B = 10Hz to 100KHz

500

µ

V

RM S

Note 1: Reference Voltage is measured from V

OUT

to AJD pin.

Note 2: V

d

measured when the output voltage has dropped 100mV from the nominal value obtained at 14V.

LM2931 SERIES

6/16

background image

ELECTRICAL CHARACTERISTICS FOR LM2931B 5V (refer to the test circuits,

T

j

= 25

o

C, V

IN

= 14 V, C

IN

= 0.1

µ

F, C

O

= 100

µ

F, I

O

= 10mA, V

INH

= 0V unless otherwise specified)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

V

I

Maximum Operating Input

Voltage

I

O

= 10 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

26

37

V

V

O

Output Voltage

4.75

5

5.25

V

V

O

Output Voltage

I

O

= 100 mA

V

IN

= 6 to 26 V

T

j

= -40 to 125

o

C

4.5

5

5.5

V

V

O

Line Regulation

V

IN

= 9 to 16 V

2

10

mV

V

O

Line Regulation

V

IN

= 6 to 26 V

4

30

mV

V

O

Load Regulation

I

O

= 5 to 100 mA

15

50

mV

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 10 mA

90

200

V

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 100 mA

250

600

V

I

d

Quiescent Current

ON Mode: I

OUT

= 100mA

2.5

30

mA

I

d

Quiescent Current

OFF Mode: V

INH

= 2.5 V R

LOAD

= 330

0.3

1

mA

I

SC

Short Circuit Current

100

300

mA

SVR

Supply Voltage Rejection

I

O

= 100 mA

V

IN

= 14

±

2V

f = 120 Hz

T

j

= -40 to 125

o

C

55

75

dB

V

I L

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

2

1.2

V

V

IH

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

3.25

2

V

I

INH

Inhibit Input Current

V

INH

= 2.5 V

22

50

µ

A

V

IN

Transient Input Voltage

R

LOAD

= 500

Ω τ

< 100ms

60

70

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage

V

O

±

0.3V

R

LOAD

= 500

-15

-50

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage Transient

R

LOAD

= 500

Ω τ

< 100ms

-50

V

eN

Output Noise Voltage

B = 10Hz to 100KHz

500

µ

V

RM S

Note 1: Reference Voltage is measured from V

OUT

to AJD pin.

Note 2: V

d

measured when the output voltage has dropped 100mV from the nominal value obtained at 14V.

LM2931 SERIES

7/16

background image

ELECTRICAL CHARACTERISTICS FOR LM2931ADJ (refer to the test circuits figure 2 with R

1

=27K

and R

2

=40.5K

, T

j

= 25

o

C, V

IN

= 14 V, C

IN

= 0.1

µ

F, C

O

= 100

µ

F, I

O

= 10mA, V

INH

= 0V unless

otherwise specified)

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

V

I

Maximum Operating Input

Voltage

I

O

= 10 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

26

37

V

V

REF

Reference Voltage(Note 1)

1.14

1.2

1.26

V

V

REF

Reference Voltage(Note 1)

I

O

= 100 mA

T

j

= -40 to 125

o

C

1.08

1.2

1.32

V

V

O

Line Regulation

V

IN

= 3.6 to 26 V

0.6

4.5

mV

V

O

Load Regulation

I

O

= 5 to 100 mA

9

30

mV

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 10 mA

90

200

V

V

d

Dropout Voltage (Note 1, 2)

I

O

= 100 mA

250

600

V

I

d

Quiescent Current

ON Mode: I

OUT

= 100mA

2.5

30

mA

I

d

Quiescent Current

OFF Mode: V

INH

= 2.5 V R

LOAD

= 300

0.3

1

mA

I

SC

Short Circuit Current

100

300

mA

SVR

Supply Voltage Rejection

I

O

= 100 mA

V

IN

= 14

±

2V

f = 120 Hz

T

j

= -40 to 125

o

C

55

80

dB

V

I L

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

2

1.2

V

V

IH

Control Input Voltage

T

j

= -40 to 125

o

C

3.25

2

V

I

INH

Inhibit Input Current

V

INH

= 2.5 V

22

50

µ

A

V

IN

Transient Input Voltage

R

LOAD

= 300

Ω τ

< 100ms

60

70

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage

V

O

±

0.3V

R

LOAD

= 300

-15

-50

V

V

IN

Reverse Polarity Input

Voltage Transient

R

LOAD

= 300

Ω τ

< 100ms

-50

V

eN

Output Noise Voltage

B = 10Hz to 100KHz

330

µ

V

RM S

Note 1: Reference Voltage is measured from V

OUT

to AJD pin.

Note 2: V

d

measured when the output voltage has dropped 100mV from the nominal value obtained at 14V.

LM2931 SERIES

8/16

background image

TYPICAL CHARACTERISTICS (unless otherwise specified C

IN

=0.1

µ

F, C

O

=100

µ

F)

Output Voltage vs Temperature

Output Voltage vs Temperature

Referece Voltage vs Temperature

Load Regulation vs Temperature

Line Regulation vs Temperature

Dropout Voltage vs Temperature

LM2931 SERIES

9/16

background image

Dropout Voltage vs Temperature

Output Voltage vs Input Voltage

Quiescent Current vs Temperature

Dropout Voltage vs Output Current

Short Circuit Current vs Drop Voltage

Quiescent Current vs Input Voltage

TYPICAL CHARACTERISTICS (Continued)

LM2931 SERIES

10/16

background image

Quiescent Current vs Output Current

Supply Voltage Rejection vs Frequency

Line Transient

Supply Voltage Rejection vs Temperature

Supply Voltage Rejection vs Output Current

Load Transient

TYPICAL CHARACTERISTICS (Continued)

LM2931 SERIES

11/16

background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

4.40

4.60

0.173

0.181

C

1.23

1.32

0.048

0.051

D

2.40

2.72

0.094

0.107

D1

1.27

0.050

E

0.49

0.70

0.019

0.027

F

0.61

0.88

0.024

0.034

F1

1.14

1.70

0.044

0.067

F2

1.14

1.70

0.044

0.067

G

4.95

5.15

0.194

0.203

G1

2.4

2.7

0.094

0.106

H2

10.0

10.40

0.393

0.409

L2

16.4

0.645

L4

13.0

14.0

0.511

0.551

L5

2.65

2.95

0.104

0.116

L6

15.25

15.75

0.600

0.620

L7

6.2

6.6

0.244

0.260

L9

3.5

3.93

0.137

0.154

DIA.

3.75

3.85

0.147

0.151

L6

A

C

D

E

D1

F

G

L7

L2

Dia.

F1

L5

L4

H2

L9

F2

G1

TO-220 MECHANICAL DATA

P011C

LM2931 SERIES

12/16

background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

2.2

2.4

0.086

0.094

A1

0.9

1.1

0.035

0.043

A2

0.03

0.23

0.001

0.009

B

0.64

0.9

0.025

0.035

B2

5.2

5.4

0.204

0.212

C

0.45

0.6

0.017

0.023

C2

0.48

0.6

0.019

0.023

D

6

6.2

0.236

0.244

E

6.4

6.6

0.252

0.260

G

4.4

4.6

0.173

0.181

H

9.35

10.1

0.368

0.397

L2

0.8

0.031

L4

0.6

1

0.023

0.039

==

D

L2

L4

13

==

B

E

==

B2

G

2

A

C2

C

H

A1

DETAIL ”A”

A2

DETAIL ”A”

TO-252 (DPAK) MECHANICAL DATA

0068772-B

LM2931 SERIES

13/16

background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

1.75

0.068

a1

0.1

0.25

0.003

0.009

a2

1.65

0.064

a3

0.65

0.85

0.025

0.033

b

0.35

0.48

0.013

0.018

b1

0.19

0.25

0.007

0.010

C

0.25

0.5

0.010

0.019

c1

45 (typ.)

D

4.8

5.0

0.188

0.196

E

5.8

6.2

0.228

0.244

e

1.27

0.050

e3

3.81

0.150

F

3.8

4.0

0.14

0.157

L

0.4

1.27

0.015

0.050

M

0.6

0.023

S

8 (max.)

0016023

SO-8 MECHANICAL DATA

LM2931 SERIES

14/16

background image

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

4.58

5.33

0.180

0.210

B

4.45

5.2

0.175

0.204

C

3.2

4.2

0.126

0.165

D

12.7

0.500

E

1.27

0.050

F

0.4

0.51

0.016

0.020

G

0.35

0.14

TO-92 MECHANICAL DATA

LM2931 SERIES

15/16

background image

Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, STMicroelectronics assumes no responsibility for the consequences

of use of such information nor for any infringement of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is

granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of STMi croelectronics. Specification mentioned in this publication are

subject to change without notice. This publication supersedes and replaces all information previously supplied. STMi croelectronics products

are not authorized for use as critical components in life support devices or systems withoutexpress written approval of STMicroelectronics.

The ST logo is a registered trademark of STMicroelectronics

©

1999 STMicroelectronics – Printed in Italy – All Rights Reserved

STMicroelectronics GROUP OF COMPANIES

Australia - Brazil - China - Finland - France - Germany - Hong Kong - India - Italy - Japan - Malaysia - Malta - Morocco

Singapore - Spain - Sweden - Switzerland - United Kingdom - U.S.A.

http://www.st.com

.

LM2931 SERIES

16/16