探秘MAX1963A/MAX1976A：低输入电压LDO稳压器的卓越之选

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。对于便携式电池供电设备而言，一款性能出色的低压差线性稳压器（LDO）能够有效提升设备的性能和续航能力。今天，我们就来深入了解一下Maxim推出的MAX1963A/MAX1976A低输入电压、300mA LDO稳压器。

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1. 器件概述

MAX1963A/MAX1976A是专为电池供电应用设计的低压差、高精度、低静态电流线性稳压器。它们能够在+1.62V至+3.6V的电源电压下工作，可提供高达300mA的连续负载电流，并且具有低至100mV的压差。输出电压精度高达±0.5%，预设电压范围为+0.75V至+3.0V。此外，这两款器件还具备复位输出功能，当输出电压达到稳定后，低电平有效的开漏复位输出会保持至少2.2ms（MAX1963A）或70ms（MAX1976A）。它们采用了薄型SOT23和薄型DFN封装，内部的pMOS传输晶体管使得电源电流与负载和压差电压无关，非常适合便携式电池供电设备。

2. 主要特性

2.1 低输入电压与高输出电流

最低输入电压仅为1.62V，却能保证300mA的输出电流，这使得它们在低电压环境下也能稳定工作，为设备提供充足的电力。

2.2 高精度输出

在负载、线路和温度变化的情况下，输出电压精度仍能保持在±2.5%以内，确保了设备的稳定运行。

2.3 低压差

在300mA负载下，压差低至100mV，有效降低了功耗，提高了电源效率。

2.4 复位输出功能

复位输出标志可在输出电压达到稳定后保持一段时间，为系统提供了可靠的复位信号，有助于系统的稳定启动和运行。

2.5 电源电流独立性

电源电流与负载和压差电压无关，这意味着无论负载如何变化，稳压器的功耗都能保持相对稳定，延长了电池的使用寿命。

2.6 逻辑控制关机

通过逻辑控制的关机功能，可以方便地控制稳压器的开启和关闭，进一步降低功耗。

2.7 保护功能

具备热过载和短路保护功能，能够有效保护器件在异常情况下不受损坏，提高了系统的可靠性。

2.8 多种封装选择

提供6引脚薄型SOT23（高度<1.1mm）和DFN封装（高度<0.8mm），满足不同应用场景的需求。

3. 应用领域

由于其出色的性能，MAX1963A/MAX1976A适用于多种设备，包括笔记本电脑、手持计算机、手机、智能/ PDA 手机、数码相机、CD/MP3 播放器以及 PCMCIA 卡等。

4. 引脚配置与功能

4.1 引脚配置

MAX1963A/MAX1976A提供了多种引脚封装，包括6引脚薄型SOT23、6引脚TDFN（3mm x 3mm）和8引脚TDFN（2mm x 2mm）。不同封装的引脚功能有所不同，但主要引脚的功能基本一致。

4.2 引脚功能

• IN：稳压器输入引脚，电源电压范围为+1.62V至+3.6V，需使用至少1uF的陶瓷电容旁路至GND。
• GND：接地引脚，同时也作为散热片，需焊接到大面积的焊盘或电路板接地平面以提高散热性能。
• SHDN：低电平有效的关机输入引脚，逻辑低电平可将电源电流降低至1pA以下，连接到IN或逻辑高电平可实现正常工作。
• RESET：开漏、低电平有效的复位输出引脚，在输出达到稳定后3.2ms（MAX1963A）或100ms（MAX1976A）后上升，当输出电压低于标称电压的82.5%或器件关机时立即下降。
• OUT：稳压器输出引脚，可提供高达300mA的电流，需使用4.7uF的低ESR陶瓷电容旁路至GND。

5. 电气特性

5.1 输入输出特性

• 输入电压范围为1.62V至3.60V，输入欠压锁定电压为1.30V至1.60V。
• 输出电压精度在±2.5%以内，最大输出电流为300mA，电流限制为450mA至650mA。

  5.2 电源特性

• 接地电流在无负载时为70µA至140µA，在300mA负载时为90µA。
• 压差在300mA负载下为100mV至200mV，负载调整率为0.02%至0.3%，线路调整率为-0.15%/V至+0.15%/V。

  5.3 噪声与PSRR特性

• 输出噪声在10Hz至100kHz范围内为86µV RMS，电源抑制比在f < 1kHz时为70dB。

  5.4 关机与复位特性

• 关机电源电流在TA = +25°C时为0.001µA至1µA，在TA = +85°C时为0.01µA。
• SHDN输入逻辑高电平为1.4V，低电平为0.6V，输入偏置电流在TA = +25°C时为1nA至100nA，在TA = +85°C时为5nA。
• 复位阈值精度为80%至85%VOUT，复位输出低电压为1mV至100mV，复位输出高泄漏电流在TA = +25°C时为0.001µA至1µA，在TA = +85°C时为0.01µA。
• 复位延迟时间在MAX1963A中为2.2ms至5.5ms，在MAX1976A中为70ms至160ms。

  5.5 热保护特性

• 热关断温度为+165°C，热关断滞后为15°C。

6. 典型工作特性

6.1 输出电压精度

输出电压精度与负载电流、温度和输入电压有关。在不同的负载电流、温度和输入电压条件下，输出电压精度会有所变化，但总体保持在较高的水平。

6.2 接地引脚电流

接地引脚电流与负载电流、输入电压和温度有关。随着负载电流的增加，接地引脚电流也会相应增加，但增加幅度较小。

6.3 电源抑制比

电源抑制比与频率有关，在低频时电源抑制比较高，随着频率的增加，电源抑制比会逐渐降低。

6.4 压差电压

压差电压与负载电流有关，随着负载电流的增加，压差电压也会相应增加。

6.5 瞬态响应

包括线路瞬态响应和负载瞬态响应。在负载电流发生阶跃变化时，输出电压会出现一定的波动，但通过合理选择电容和优化电路设计，可以有效减小波动幅度。

7. 详细工作原理

7.1 内部结构

MAX1963A/MAX1976A主要由参考电压源、误差放大器、p沟道传输晶体管、内部反馈分压器和电源良好比较器组成。参考电压源提供稳定的参考电压，误差放大器将参考电压与反馈电压进行比较，并放大差值，控制p沟道传输晶体管的导通程度，从而调节输出电压。

7.2 p沟道传输晶体管的优势

采用0.33Ω（RDS(ON)）的p沟道MOSFET传输晶体管，与使用pnp传输晶体管的类似设计相比，不需要基极驱动，降低了静态电流。在压差状态下，pnp基极驱动的稳压器会浪费大量电流，而MAX1963A/MAX1976A在重载和压差状态下仅消耗90µA（典型值）的静态电流。

7.3 关机功能

将SHDN引脚拉低可进入关机状态。在关机状态下，输出与输入断开，内部1.5kΩ电阻将OUT引脚拉至GND，RESET引脚被主动拉低，电源电流降至1µA以下。

7.4 复位输出功能

在电源上电、掉电和欠压情况下，MAX1963A/MAX1976A的微处理器（µP）监控电路会保证RESET引脚输出低电平。当VOUT低于复位阈值时，RESET引脚置位；当VOUT上升到高于复位阈值后，RESET引脚至少保持tRP时间的置位状态。

7.5 电流限制功能

MAX1963A/MAX1976A会监控和控制传输晶体管的栅极电压，将输出电流限制在450mA（最小值）。如果输出电流超过ILIM，输出电压会下降。

7.6 热过载保护功能

当结温超过+165°C时，热传感器会关闭传输晶体管，使IC冷却。当结温下降15°C后，热传感器会再次开启传输晶体管，在连续热过载情况下会产生脉冲输出。为保证连续运行，结温不得超过绝对最大结温+150°C。

8. 应用信息

8.1 电容选择与稳压器稳定性

为确保MAX1963A/MAX1976A在全温度范围内和高达300mA的负载电流下稳定运行，需要在输入和输出端连接电容。在IN和GND之间连接1µF的陶瓷电容，在OUT和GND之间连接4.7µF的低ESR陶瓷电容。输入电容可降低输入电源的源阻抗，输出电容可降低噪声、改善负载瞬态响应、稳定性和电源抑制比。输出电容的等效串联电阻（ESR）会影响稳定性和输出噪声，建议使用ESR为30mΩ或更低的输出电容，以确保稳定性并优化瞬态响应。

8.2 噪声、PSRR和瞬态响应

MAX1963A/MAX1976A设计用于在电池供电系统中以低压差和低静态电流工作，同时保持良好的噪声、瞬态响应和交流抑制性能。当从噪声源供电时，可以通过增加输入和输出旁路电容的值以及采用无源滤波技术来提高电源噪声抑制和瞬态响应性能。负载瞬态响应包括输出阻抗引起的近零直流偏移和瞬态响应两部分，典型的负载电流从20mA到200mA的阶跃变化引起的瞬态响应为20mV。增加输出电容的值和降低ESR可以减小过冲。

8.3 输入输出（压差）电压

稳压器的最小输入输出电压差（压差电压）决定了最低可用电源电压，在电池供电系统中，这决定了电池的有效使用寿命。由于MAX1963A/MAX1976A使用p沟道MOSFET传输晶体管，压差电压是漏源导通电阻（RDS(ON)=0.33Ω）乘以负载电流的函数。在压差状态下，MAX1963A/MAX1976A的接地电流降至70µA。

9. 选型指南

MAX1963A和MAX1976A提供了多种预设输出电压选项，用户可以根据具体需求选择合适的型号。标准电压选项在选型指南中以粗体显示，如需其他输出电压（1.5V至4.5V之间），可联系厂家，最小订单数量为15,000件。

10. 总结

MAX1963A/MAX1976A低输入电压、300mA LDO稳压器凭借其低输入电压、高精度、低压差、复位输出等出色特性，为便携式电池供电设备提供了可靠的电源解决方案。在实际应用中，合理选择电容、优化电路设计以及注意热管理等方面，可以充分发挥其性能优势，提高设备的稳定性和可靠性。你在使用类似稳压器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。