TPS60400–TPS60403, convertidor DC-DC inversor SOT-23-5

Análisis general del producto

Los TPS60400, TPS60401, TPS60402 y TPS60403 son inversores de tensión de tipo charge pump: convierten una alimentación positiva en una salida negativa sin recurrir a una bobina. Por eso resultan útiles en circuitos compactos que necesitan una tensión simétrica sencilla, por ejemplo para alimentar un amplificador operacional, polarizar una pantalla o generar una pequeña tensión negativa para una etapa analógica. No son reguladores ajustables ni una fuente independiente lista para conectar: requieren condensadores externos y la salida no está regulada. La familia admite una entrada de 1,6 a 5,5 V y puede entregar hasta 60 mA, aunque la tensión negativa disponible cae al aumentar la carga.

Mi valoración es favorable para prototipos y reparaciones de electrónica de baja potencia, con una condición importante: en un lote de diez unidades hay que confirmar cuál de las cuatro variantes contiene cada componente. No son intercambiables sin más si el diseño depende de la frecuencia de conmutación o del modo de funcionamiento. Además, sin verificar las unidades concretas no atribuiría al lote mediciones de rendimiento ni una validación de autenticidad.

Calidad de construcción y materiales

El encapsulado SOT-23-5 es muy pequeño y permite integrarlo en placas con poco espacio. A cambio, soldarlo a mano exige buena iluminación, punta fina y una cantidad moderada de estaño; para montaje repetible, una plantilla de pasta y aire caliente facilitan el trabajo. Antes de soldar, conviene comprobar la orientación del pin 1 y la disposición de terminales en la hoja de datos: una rotación del componente puede dañarlo al alimentar la placa.

El encapsulado no incluye los condensadores necesarios para que funcione el inversor. La aplicación típica emplea tres condensadores cerámicos de 1 µF: uno en la entrada, uno de transferencia y otro en la salida. Recomiendo colocarlos cerca de los pines correspondientes y usar componentes cerámicos de baja ESR. Un trazado largo o una masa deficiente puede aumentar el rizado y empeorar el comportamiento, aunque el integrado esté correctamente conectado.

Compatibilidad y rendimiento

Este componente encaja mejor en fuentes de baja potencia que necesitan una tensión negativa de corriente moderada. En un montaje de laboratorio, por ejemplo, puede servir para alimentar la rama negativa de un operacional mientras se prueba un circuito de sensores desde una fuente de 3,3 o 5 V. También tiene sentido en equipos portátiles y circuitos de polarización. No lo elegiría para alimentar motores, cargas con picos elevados ni una etapa de audio potente: el límite de 60 mA es máximo, no una garantía de mantener la salida cerca del valor ideal en cualquier condición.

La frecuencia distingue las variantes: TPS60401, TPS60402 y TPS60403 funcionan con frecuencias fijas diferentes, mientras que TPS60400 utiliza frecuencia variable y un modo de ahorro pensado para cargas reducidas. Esa diferencia puede influir en el rizado, el ruido y la selección de condensadores, así que conviene identificar el marcado completo antes de incorporarlo a una placa diseñada para una variante concreta. La ficha de la familia recoge tres opciones fijas de 20, 50 y 250 kHz, además de la opción variable del TPS60400.

Frente a un convertidor conmutado basado en inductancia, la bomba de carga simplifica el circuito y ocupa poco espacio, pero ofrece menos flexibilidad y la tensión de salida varía con la carga. Si se necesita una salida negativa estable o más corriente, es preferible valorar un convertidor inversor regulado. Para unos pocos miliamperios en una placa compacta, en cambio, el reducido número de componentes externos es una ventaja práctica.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

• A favor: tamaño reducido, funcionamiento sin bobina y pocas piezas externas. La familia admite distintas frecuencias y el TPS60400 incorpora un modo de ahorro para cargas pequeñas.
• A tener en cuenta: salida no regulada, corriente limitada y rizado dependiente del circuito y de la carga. Los 60 mA no deben interpretarse como una corriente de diseño universal.
• En el lote: diez unidades son útiles para prototipos o para mantener repuestos, pero el número de piezas no acredita por sí mismo fabricante, revisión ni variante. Revisaría las referencias impresas y probaría una unidad antes de montar varias en un equipo definitivo.

Para comprobar el circuito, mediría la salida con multímetro primero sin carga y después con una carga resistiva conocida; para evaluar el rizado, usaría un osciloscopio y conexiones de masa cortas. También evitaría superar el rango de entrada y manipularía los integrados con precauciones contra descargas electrostáticas.

Veredicto del experto

Es una solución compacta y razonable cuando se necesita generar una tensión negativa sencilla, de baja corriente y sin bobina. Su mayor atractivo está en la simplicidad, no en la regulación ni en la potencia. Lo recomendaría para prototipos, instrumentación ligera y pequeñas etapas analógicas, siempre que se elija la variante adecuada y se instalen correctamente los condensadores externos. Para un diseño de producción, verificaría el marcado, el pinout y el comportamiento bajo carga antes de confiar en todo el lote.