TL431自体に「ドロップアウト電圧」はありますか？

+ 3.3V±5％の電源から安定した3Vリファレンスを取得したい（3.135Vから3.465Vまでの範囲で使用できる）。

TL431はシャント/ツェナーレギュレータであるため、ドロップアウト電圧は実際にはありませんが、おそらく3Vを超えて3V出力を維持できないポイントがあるでしょう。私が知りたいのは、一般的なTL431でこれを処理できるかどうかです。

私の回路構成は以下の通りです：

         115R
+3.3V-+-/\/\/\---+----------+-------+-- 3V out
      |          |          |       |
     --- 100n    /          |      --- 4.7u
     --- 16V     \ 634R     |      --- 10V
      |          /       ___|__|    |
     ---         |       | / \     ---
      -          +--------/___\     -
                 |          |
                 /          |
                 \ 3.16k    |
                 /          |
                 |          |
                ---        ---
                 -          -

そのようなドロップアウト電圧はありません。基準電圧は2.5Vであり、refピンをカソードに短絡すると、2.5Vで問題なく動作します。考慮すべき重要な仕様は、シャント電流です。

デバイスに少なくとも1 mAのバイアスがかかっていることを確認する必要があります。（TIのデータシートに基づいています。）115Rと3.135-3 = 0.135の最小電圧降下がある回路から、0.135 / 115 = 1.1 mAのシャント電流になります。ただし、合計抵抗が約3.7 kRの分圧器は、それ自体をほぼ1 mA使用し、TL431に十分な容量を残しません。ロードする電流を追加する必要もありますが、それが非常に差し迫っている場合-オペアンプに言う-それは問題ではありません。

分圧抵抗器の値を大きくすることで修正できます。それらに10を掛けると6.34kと31.6kになります。refピンへの最大入力電流は4 uAと記載されており、（Voutの正確度に応じて）セットポイントにいくつかのエラーが発生し始める可能性があります。最悪の場合の誤差は約4uA * 6.34kまたは25 mVです。

考慮する必要がある最後の事柄は、最大シャント電流です。入力電圧がその最大値にあるとき、115R抵抗は両端に0.465 Vを持ちます。つまり、シャント電流（分圧器と負荷を含む）は0.465 / 115 = 40 mAになります。幸い、これは431の最大100 mAの範囲内です。

まだ最大シャント電流をはるかに下回っているので、直列抵抗を減らすことを検討できます。これにより、分圧器を変更せずに最小シャント電流を飽和させながら、入力電圧が最大である場合でも最大シャント電流定格を維持できます。より高い電流では、消費電力も確認する必要があります。100 mA * 3Vは、300mWで最大電力を供給します。少し高くなりすぎる小さなsmdパッケージの場合。

回路をそのまま最適化しようとする基本的な問題は、直列抵抗の両端の電圧が低すぎ、電源電圧の変動が直列抵抗の両端の大きな変動を表すという事実に起因します。

（コメントで提案されているように）電流を浪費する余裕がない場合は、別のアプローチを検討する必要があるかもしれません。直列レギュレーター（ドロップアウト電圧が100mVだけではタフになるでしょう）、基準電圧を下げるか、直列抵抗器への供給電圧を上げます。

また、TL431には最大シンク電流があり、それを超えると電圧が調整されなくなる（デバイスが損傷する可能性があります）ことに注意してください。3.3Vと115Rを使用すると、これに近い場所はありません。

また、安定性の理由から、一般的には、カソードからアノードに小さなコンデンサを配置することをお勧めします。（431は発振できます）コンデンサの「安全な」範囲は設定値に依存し、通常はデータシートで指定されています。1nFから10nFをお勧めし、出力がノコギリ波でないことを確認します。

すべての製造元に安定領域曲線があるわけではありませんが、National Instruments LM431データシートの曲線が他のベンダーの431レギュレータ（TI、ON Semi、Fairchildなど）に当てはまることは私の経験です。