実装面積 0.5cm2、PCB 裏面に配置可能な DDR、QDR、 QDR-IV SRAM 向け超薄型トリプル出力 µModule レギュレータ デザインノート551 Sam Young および Afshin Odabaee はじめに 最も高い RTR（ランダム・トランザクション・レート） を持つ QDR（クワッド・データ・レート）SRAM の QDR-IV は、広帯域ネットワーキング、高性能コン ピューティング、集中的データ処理アプリケーションに 対応して最大 400Gbps のデータ転送を実現します。 このような高速データ・レートにおける主な課題は、 SRAM とデバイス（高速 FPGA およびプロセッサな ど）間のデータ転送のインテグリティを保つことです。 少ない（1 本の抵抗と 3 個のコンデンサのみ）ため、 わずか 0.5cm2（両面）または 1cm2（片面）の面積に 収まります。薄型のため、PCB の裏面に実装して上 面のスペースを空け、超小型の基板デザインが可能 になります。 LTM4632 は 3.3V～15V の 入 力 電 圧 で 動 作し、 0.6V～2.5V の高精度な出力レール電圧を提供しま す。2 つのスイッチング・レギュレータ出力、VOUT1 および VOUT2 は、それぞれ、VDDQ 用に最大 3A、 ひとつの解決策として、SRAM—QDR-IV、QDR、 VTT バス終端レール用に ±3A を供給します。3 つ または DDR などを PCB 上面のインタフェース・デ 目の出力は、終端リファレンス（VTTR）トラッキング バイスのすぐ近くに配置することがあります。PCB 電圧用に低ノイズ・バッファされた 10mA 出力を供給 の面積を節約し、PCB の寄生ノイズがデータ・バ します。 図 1 は、標準的な DDR3 アプリケーション ス・ラインに乗るのを最小限に抑えるため、QDR- における LTM4632 回路を示します。シンプルなソ IV SRAM データ・バス・ドライバに電力を供給する リューションで、部品点数が少ないことが分かります VDDQ DC/DC レギュレータ回路を近くに配置する必要があ 22µF 1.5V, 3A PGOOD1 PGOOD2 ります。そこで問題となるのは、高密度な PCB 上に VIN 4V VIN VOUT1 3.6V TO RUN1 LTM4632 レギュレータを配置する場所を見つけることです。 15V VTT 10µF 1 つの方法は、コンパクトなパッケージにインダクタ と MOSFET が内蔵された完全な DC/DCレギュレー タを使用することです。しかし、PCB の上面の面積 が極めて限られていることから、いかにコンパクトな ソリューションでも不十分な場合があります。DC/DC レギュレータ・ソリューションの面積、高さ、重量を十 分削減できる場合、利用できる PCB の裏側に配置 できます。 超薄型の小型パッケージで、入力電圧 12V からの VTT、VDDQ、VREF を出力 16V VDDQ RUN2 INTVCC SYNC/MODE VOUT2 TRACK/SS1 COMP1 VDDQIN COMP2 22µF 4V VTTR FB1 GND 0.75V, ±3A VTTR 0.75V, 10mA 60.4k DN551 F01 図 1．標準的な LTM4632 DDR3 アプリケーション 複数の SRAM モジュールの駆動 LTM4632 を使用すると柔軟な設計が可能になるた め、幅広いアプリケーション要件に対応できます。た LTM 4632 は、新しい QDR-IV および従来の DDR RAM に必要な全 3 種類の電圧レールに対応する とえば、VDDQIN 入力により、VTT と VREF のレー ことに特化して設計された完全なトリプル出力降圧 ル電圧の設定を、標準的な 1/2×VDDQ 電圧だけで ® µModule レギュレータです。0.21g の小型で超薄 行うだけでなく、外部リファレンス電圧で他の値に設 型 LGA パッケージ（6.25mm×6.25mm×1.82mm） 定することもできます。LTM4632 は、±3A より大 きい終端レール電流を要するアプリケーションに対応 に収容されています。 して、VTT 用の 2 相シングル出力レールとして構成 スイッチング・コントローラ、2 分 割 回 路、パワー Technology、Linear のロゴ、 FET、インダクタ、および支持部品がパッケージに搭 L、LT、LTC、LTM、Linear µModule、および PolyPhase は、リニアテクノロジー社の登録商標です。 載されています。 省スペースで、外付け部品点数が その他全ての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。 ® 06/16/551 できます。これらの機能により、LTM4632 は、多く の異なる SRAM の電圧要件に適合し、負荷電流要 件を拡張して大規模なメモリ・アレイに対応可能です。 このような LTM4632 の柔軟性を図 2 に示します。 LTM4632 の 2 つのスイッチング・レギュレータ出 ® 力は、PolyPhase 電流分担構成で接続され、大規 模メモリ・バンクに対応可能な最大 ±6A の VTT 電 流を供給しています。6A より大きい VDDQ を供給 図 4．LTM4632 の熱性能、 するには、LTM4632 を他の µModule レギュレータ 12V 入力 /3A（図 2 のデザイン） （LTM4630 など）と組み合わせて用いることで、大 規模 SRAM アレイに対応可能な最大 36A の出力 つ高速トランジェントが可能になります。スイッチング・ 電流を供給することができます。 図 3 に効率と電力 レギュレータの出力電圧レギュレーションは高精度で、 入力、負荷、および温度の全範囲にわたって、最大 損失を、図 4 に LTM4632 の熱性能を示します。 でわずか ±1.5％の全 DC 出力電圧誤差を保証して VIN VDDQ います VOUT1 VIN 4.5V TO 15V 22µF 25V VDDQ 1.8V, 36A VOUT2 LTM4630 22µF 25V ×2 100µF 16V ×6 GND PGOOD1 PGOOD2 VOUT1 VIN RUN1 LTM4632 VOUT2 RUN2 VTTR INTVCC FB1 SYNC/MODE 47µF 4V ×3 INTVCC VOUT 100mV/DIV AC-COUPLED VTTR 0.9V, 10mA COMP1 TRACK/SS1 VDDQIN VTT 0.9V, ±6A 図 5 および 図 6 は、図 2 の 回 路 の LTM4632 の VTT レールの高速トランジェント性能と厳密な負荷レ ギュレーションを示しています。 COMP2 LOAD STEP 10A/DIV GND DN551 F02 図 5．VTT の負荷ステップ、 −3A～3A（図 2 のデザイン） 3.0 90 2.7 80 2.4 EFFICIENCY 2.1 60 1.8 50 1.5 40 1.2 30 0.9 POWER LOSS 20 0.3 0.2 1 2 4 3 LOAD CURRENT (A) 5 6 DN551 F03 –0.1 –0.4 0 図 3．LTM4632 の効率と電力損失、 12V 入力（図 2 のデザイン） 0 –0.3 0.3 0 0.1 –0.2 0.6 10 0 0.4 VTT ERROR (%) 100 POWER LOSS (W) EFFICIENCY (%) 図 2．36A LTM4630 VDDQ 電源を持つ、 LTM4632 2 相シングル出力の ±6A VTT 70 DN551 F05 10µs/DIV –6 –4 0 –2 2 VTT LOAD CURRENT (A) 4 6 DN551 F06 図 6．VTT 負荷レギュレーション（図 2 のデザイン） まとめ 超 薄 型 の LTM4632 は、DDR/QDR RAM アプリ ケーションに要求される全 3 種のレールに対応する 高速トランジェント応答による厳密なレギュレーション 高性能なレギュレータの完全なソリューションを提供 LTM4632 の独自制御されたオンタイム電流モード・ します。 幅広い動作範囲、機能、省スペース性によ アーキテクチャと内部ループ補償により、幅広い動作 り、高い柔軟性と堅牢性を実現し、PCB の上面およ 条件と出力容量にわたって良好なループ安定性を持 び裏面の極めて小さいスペースに収まります。 データシートのダウンロード www.linear-tech.co.jp/LTM4632 リニアテクノロジー株式会社 102-0094 東京都千代田区紀尾井町 3-6 紀尾井町パークビル 8F TEL(03)5226-7291 FAX(03)5226-0268 http://www.linear-tech.co.jp dn551f LT/AP 0616 • PRINTED IN JAPAN © LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2016
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