探索MAX8875：150mA低 dropout 线性稳压器的卓越性能

在电子设备的设计中，电源管理至关重要，而线性稳压器是其中的关键组件之一。今天，我们将深入探讨 MAXIM 公司的一款优秀产品——MAX8875 150mA 低 dropout 线性稳压器，它在电池供电的便携式设备中有着广泛的应用前景。

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一、产品概述

MAX8875 是一款工作于 +2.5V 至 +6.5V 输入范围的低 dropout 线性稳压器，能够提供高达 150mA 的输出电流。其采用的 P 沟道 MOSFET 传输晶体管，使得 85µA 的电源电流与负载无关，这一特性使其成为电池供电便携式设备的理想选择，如 PCS 电话、手机、无绳电话和调制解调器等。

该稳压器具有 Power-OK（POK）输出功能，可指示输出是否超出调节范围。它有多种预设输出电压版本可供选择，包括 5.0V、3.3V、3.0V、2.7V、2.5V 或 1.5V。此外，还具备 1µA（最大）的关机电流、短路保护、热关断保护和反电池保护等功能，并且采用了微型 5 引脚 SOT23 封装。

二、特性亮点

（一）实用输出功能

• Power-OK 输出：能够及时反馈输出电压的调节状态，方便工程师进行系统监控和故障诊断。
• 小输出电容：仅需 1µF 陶瓷输出电容，优化了电路设计，减少了电路板空间占用。

（二）精准电压与电流控制

• 预设输出电压：提供多种预设输出电压，精度可达±1%，满足不同应用的需求。
• 保证输出电流：确保能够稳定输出 150mA 的电流，为负载提供可靠的电源支持。

（三）低功耗与高效性能

• 低无负载电源电流：仅 85µA，有效降低了功耗，延长了电池使用寿命。
• 低 dropout 电压：在 100mA 负载下仅 110mV，在 150mA 负载下为 165mV，提高了电源效率。

（四）全面保护机制

• 热过载和短路保护：当出现过热或短路情况时，能够自动保护芯片，避免损坏。
• 反电池保护：防止电池反接时对芯片造成损坏，增强了系统的可靠性。

（五）高电源抑制比

在 100Hz 时可达 60dB，有效抑制电源噪声，提高了输出电压的稳定性。

（六）超低关机电流

最大仅 1µA，进一步降低了功耗，适合对功耗要求严格的应用场景。

三、技术参数

（一）绝对最大额定值

• 电压范围：POK 到 GND 为 -7V 至 +7V，SHDN 到 IN 为 -7V 至 +0.3V，OUT 到 GND 为 -0.3V 至 (VIN + 0.3V)。
• 输出短路持续时间：可无限期短路，增强了芯片的抗短路能力。
• 功率与温度：5 引脚 SOT23 封装在 +70°C 以上需按 7.1mW/°C 降额，最大功耗为 571mW；工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，结温最大为 +150°C。

（二）电气特性

• 输入输出电压：输入电压范围为 2.5V 至 6.5V，输出电压精度在不同条件下有所不同，最大输出电流为 150mA。
• 电流与电压参数：电流限制在 160mA 至 390mA 之间，接地引脚电流在不同负载下有所变化，dropout 电压在不同负载下也有相应的数值。
• 其他特性：线路调节率为 -0.15%/V 至 0.15%/V，负载调节率为 0.01%/mA，输出电压噪声为 170µVRMS，PSRR 在 100Hz 时为 60dB。

四、典型应用电路与引脚配置

（一）典型应用电路

典型的工作电路中，输入电压范围为 +2.5V 至 +6.5V，输出为预设的 1.5V 至 5.0V，最大输出电流为 150mA。需要使用 1µF 的输入和输出电容，同时还包括一个 100k 的电阻和相关的控制引脚连接。

（二）引脚配置

引脚	名称	功能
1	IN	稳压器输入，电源电压范围为 2.5V 至 6.5V，需用 1µF 电容旁路至 GND。
2	GND	接地，同时作为散热片，需焊接到大面积焊盘或电路板接地平面以提高功率耗散。
3	SHDN	低电平有效关机输入，逻辑低电平时将电源电流降至 1µA 以下，正常工作时连接到 IN。
4	POK	Power-OK 输出，低电平有效，开漏输出，指示输出超出调节范围，需连接 100k 上拉电阻到 OUT 以获取逻辑电平。
5	OUT	稳压器输出，提供固定的 5.0V、3.3V、3.0V、2.7V、2.5V 或 1.5V 输出，最大可提供 150mA 电流，根据输出电压不同需使用不同电容旁路至 GND。

五、工作原理与详细描述

（一）内部结构

MAX8875 主要由 1.25V 参考电压源、误差放大器、P 沟道传输晶体管、Power-OK 比较器和内部反馈分压器组成。1.25V 带隙参考电压连接到误差放大器的反相输入端，误差放大器将参考电压与反馈电压进行比较，并放大差值，从而控制传输晶体管的导通程度，实现输出电压的稳定调节。

（二）输出电压设置

MAX8875 提供了多种预设输出电压版本，通过产品型号的后缀可以识别标称输出电压。例如，MAX8875EUK33 的预设输出电压为 3.3V。

（三）P 沟道传输晶体管优势

与使用 PNP 传输晶体管的类似设计相比，MAX8875 的 1.1Ω（典型值）P 沟道 MOSFET 传输晶体管具有明显优势。它不需要基极驱动电流，显著降低了静态电流，避免了 PNP 基极驱动电流在大负载下的浪费，从而延长了电池使用寿命。

（四）Power-OK 输出功能

当输出电压超出调节范围时，POK 输出低电平。POK 是一个开漏 N 沟道 MOSFET，需要连接上拉电阻到 OUT 以获取逻辑电平。通过添加到 GND 的电容，可以实现上电复位（POR）延迟功能。在关机状态下，POK 功能无效。

（五）电流限制与热过载保护

• 电流限制：MAX8875 内置电流限制器，可将输出电流限制在 390mA（典型值），设计时可考虑电流限制范围为 160mA 至 600mA，输出可无限期短路而不损坏芯片。
• 热过载保护：当结温超过 170°C 时，热传感器会触发关机逻辑，关闭传输晶体管，使芯片冷却。当结温下降 20°C 后，传输晶体管会再次开启，在连续热过载条件下会产生脉冲输出。为确保连续稳定工作，结温不应超过 150°C。

（六）反向电池保护

MAX8875 具有独特的反向电池保护功能，当 VIN 或 VSHDN 低于地电位时，可将反向电源电流限制在 1mA，并在电池反接时断开内部电路和寄生二极管，防止芯片损坏。

六、应用信息与注意事项

（一）电容选择与稳压器稳定性

为确保稳压器在全温度范围内稳定工作，并提供高达 150mA 的负载电流，对于输出电压≥2.5V 的情况，建议使用最小 1µF 且 ESR <0.2Ω 的陶瓷输出电容；对于输出电压为 1.5V 的情况，建议使用 3.3µF 的陶瓷输出电容。为了降低噪声、改善负载瞬态响应、稳定性和电源抑制比，可使用更大容量的输出电容，如 10µF。需要注意的是，某些陶瓷电介质的电容和 ESR 会随温度变化较大，在低温环境下可能需要增加电容容量以确保稳定性。

（二）PSRR 与非电池电源应用

MAX8875 在电池供电系统中具有低 dropout 电压和低静态电流的特点，在低频时电源抑制比可达 60dB。通过增加输入和输出旁路电容的值，可以提高电源噪声抑制能力和瞬态响应性能。

（三）Dropout 电压

对于输出电压大于最小输入电压（2.5V）的版本，稳压器的最小输入 - 输出电压差（即 dropout 电压）决定了最低可用电源电压，在电池供电系统中，这将影响电池的有效使用寿命。MAX8875 的 dropout 电压与负载电流和传输晶体管的导通电阻有关，可通过公式 (V{DROPOUT }=V{IN }-V{OUT }=RDS(ON) × I{OUT }) 计算。

七、总结

MAX8875 作为一款性能卓越的低 dropout 线性稳压器，凭借其丰富的特性、全面的保护机制和良好的稳定性，在电池供电的便携式设备中具有广阔的应用前景。电子工程师在设计相关产品时，可根据具体需求合理选择 MAX8875 的输出电压版本，并注意电容选择、电源抑制比和 dropout 电压等关键参数，以实现最佳的电源管理效果。你在实际应用中是否遇到过类似稳压器的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。