MAX8865/MAX8866：双路低 dropout 100mA 线性稳压器的深度解析

一、引言

在电池供电的便携式设备领域，如手机、无绳电话和调制解调器等，对电源管理芯片的要求越来越高。既要保证低功耗以延长电池续航，又要提供稳定的输出电压。MAXIM 公司的 MAX8865 和 MAX8866 双路低 dropout 线性稳压器就是这样一款满足需求的产品。下面我们就来详细了解一下这款产品。

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二、产品概述

2.1 基本参数

MAX8865 和 MAX8866 工作在 +2.5V 至 +5.5V 的输入电压范围，能够提供高达 100mA 的输出电流。在 200mA 的总负载下，PMOS 传输晶体管能将电源电流保持在 145µA，这使得它们非常适合电池供电的便携式设备。

2.2 工作模式

这两款器件具有 Dual Mode™ 工作模式，输出电压可以预设（“T” 版本为 3.15V，“S” 版本为 2.84V，“R” 版本为 2.80V），也可以通过外部电阻分压器进行调节。

2.3 其他特性

还具备独立的低功耗关断、短路保护、热关断保护和反电池保护等功能。其中，MAX8866 还包括自动放电功能，当器件进入关断模式时，会将选定的输出电压主动放电至地。两款器件均采用微型 8 引脚 µMAX 封装。

三、应用领域

应用场景	说明
无绳电话	为无绳电话提供稳定的电源，保证通话质量
调制解调器	确保调制解调器稳定工作，实现数据的可靠传输
PCS 电话	满足 PCS 电话对电源的要求，维持设备正常运行
手持仪器	为手持仪器提供低功耗、稳定的电源，延长电池使用时间
手机	在手机中提供稳定的电源，保障手机各项功能的正常运行
掌上电脑	为掌上电脑提供合适的电源，支持其高性能运行
PCMCIA 卡	为 PCMCIA 卡提供稳定的电源，确保数据传输的稳定性
电子记事本	保证电子记事本的稳定供电，延长使用时间

四、典型工作电路

典型工作电路中，输入电压通过电容滤波后进入稳压器，输出电压通过电容进行旁路。具体电路如下：

五、产品特性

5.1 低成本

在满足性能要求的同时，降低了设计成本，适合大规模应用。

5.2 低 dropout 电压

在 50mA 输出电流时，dropout 电压低至 55mV，能够在较低的输入输出电压差下正常工作。

5.3 低电源电流

无负载时电源电流低至 105µA，工作时电源电流低至 145µA，有效降低了功耗。

5.4 低输出噪声

输出噪声低至 350µVRMS，为对噪声敏感的电路提供了稳定的电源。

5.5 独立关断控制

可以独立控制每个输出的关断，实现低功耗管理。

5.6 保护功能

具备热过载保护、输出电流限制和反电池保护等功能，提高了产品的可靠性。

5.7 双模式操作

输出电压可以固定或调节（1.25V 至 5.5V），满足不同的应用需求。

六、订购信息

型号	温度范围	封装	预设输出电压 (V)
MAX8865 TEUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	3.15
MAX8865SEUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	2.84
MAX8865REUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	2.80
MAX8866 TEUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	3.15
MAX8866SEUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	2.84
MAX8866REUA	-40°C 至 +85°C	8 µMAX	2.80

七、引脚配置

引脚	名称	功能
1	OUT1	稳压器 1 输出，可固定或调节在 1.25V 至 5.5V，最大输出电流 100mA，需用 1µF 电容旁路至地
2	IN	稳压器输入，电源电压范围 +2.5V 至 +5.5V，需用 2µF 电容旁路至地
3	GND	接地，需焊接到大面积焊盘或电路板地平面以实现最大散热
4	OUT2	稳压器 2 输出，可固定或调节在 1.25V 至 5.5V，最大输出电流 100mA，需用 1µF 电容旁路至地
5	SET2	用于设置输出 2 电压的反馈输入。连接到地可将输出电压设置为预设值（MAX886_R 为 2.80V，MAX886_S 为 2.84V，MAX886_T 为 3.15V）；连接到外部电阻分压器可实现可调输出操作
6	SHDN2	低电平有效关断 2 输入。逻辑低电平关闭稳压器 2。在 MAX8866 中，逻辑低电平还会使输出电压放电至地。正常工作时连接到 IN
7	SHDN1	低电平有效关断 1 输入。逻辑低电平关闭稳压器 1。在 MAX8866 中，逻辑低电平还会使输出电压放电至地。正常工作时连接到 IN
8	SET1	用于设置输出 1 电压的反馈输入。连接到地可将输出电压设置为预设值（MAX886_R 为 2.80V，MAX886_S 为 2.84V，MAX886_T 为 3.15V）；连接到外部电阻分压器可实现可调输出操作

八、详细工作原理

8.1 内部结构

MAX8865/MAX8866 有一个 1.25V 参考电压和两个独立的线性稳压器。每个线性稳压器由误差放大器、MOSFET 驱动器、P 沟道传输晶体管、Dual Mode™ 比较器和内部反馈分压器组成。

8.2 工作过程

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选定的反馈电压进行比较，并放大差值。MOSFET 驱动器读取误差信号，并对 P 沟道传输晶体管施加适当的驱动。如果反馈电压低于参考电压，传输晶体管的栅极被拉低，允许更多电流通过，从而提高输出电压；如果反馈电压过高，传输晶体管的栅极被拉高，允许较少电流通过输出。

8.3 输出电压选择

• 预设电压模式：通过将 SET_ 连接到地，内部微调的反馈电阻将 MAX886_R 输出设置为 2.80V，MAX886_S 输出设置为 2.84V，MAX886_T 输出设置为 3.15V。
• 可调模式：使用两个外部电阻作为分压器连接到 SET，可以选择 1.25V 至 5.5V 的输出电压。输出电压由公式 (V{OUT} = V{SET_}(1 + R_1 / R2)) 确定，其中 (V{SET_} = 1.25V)。

8.4 关断功能

SHDN_ 引脚的低电平输入可单独关闭两个输出之一。在关断模式下，选定的传输晶体管、控制电路和所有偏置都被关闭。当两个部分都关闭时，参考电压和热关断也会关闭，电源电流通常降至 0.16nA。

8.5 电流限制

每个输出部分都有一个电流限制器，用于监测和控制传输晶体管的栅极电压，将输出电流限制在约 220mA。设计时，电流限制应考虑在 120mA（最小值）至 320mA（最大值）之间。

8.6 热过载保护

当结温超过 (T_J = +170^{circ}C) 时，热传感器会向关断逻辑发送信号，关闭传输晶体管，使 IC 冷却。当 IC 的结温通常冷却 20°C 后，热传感器会再次打开传输晶体管，在连续热过载条件下会产生脉冲输出。

8.7 反向电池保护

当 VIN 或 V_SHDN__ 低于地时，MAX8865/MAX8866 有独特的保护方案，将反向电源电流限制在小于 1mA。该电路监测这些引脚的极性，当电池反向时，断开内部电路和寄生二极管，防止设备过热和损坏电池。

九、应用信息

9.1 电容选择和稳压器稳定性

通常在 MAX8865/MAX8866 的输入使用两个 1µF 表面贴装陶瓷电容，每个输出使用一个 1µF 表面贴装陶瓷电容。较大的输入电容值和较低的 ESR 可提供更好的电源噪声抑制和瞬态响应。如果预计有大的快速瞬变，且设备距离电源有几英寸远，则可能需要更高值的输入电容（10µF）。使用大输出电容可改善负载瞬态响应、稳定性和电源抑制。

9.2 噪声

MAX8865/MAX8866 在正常工作时表现出 350µVRMS 的噪声。在使用包含大于 12 位模数转换器的应用中，需要考虑 ADC 的电源抑制规格。

9.3 电源抑制和非电池电源操作

MAX8865/MAX8866 设计用于在电池供电系统中提供低 dropout 电压和低静态电流。在低频时电源抑制为 60dB，高于 400Hz 时开始下降。当频率高于 100kHz 时，输出电容是抑制电源噪声的主要因素。在使用非电池电源时，可通过增加输入和输出电容的值，并使用无源滤波技术来改善电源噪声抑制和瞬态响应。

9.4 负载瞬态考虑

MAX8865/MAX8866 的负载瞬态响应图显示了输出响应的两个组成部分：由于不同负载电流导致的输出电压直流偏移和瞬态响应。负载电流从 0mA 到 50mA 的阶跃变化时，典型过冲为 12mV。增加输出电容的值并降低其 ESR 可衰减瞬态尖峰。

9.5 交叉调节

交叉调节是指一个输出电压在另一个输出负载变化时的变化。对于 MAX8865/MAX8866，一侧负载从 0mA 到 50mA 变化时，交叉调节导致的输出电压变化小于 1mV。如果一个输出的功耗导致结温超过 125°C，需要确保另一个输出有 100µA 的最小负载电流以保证调节。

9.6 输入 - 输出（dropout）电压

稳压器的最小输入 - 输出电压差（或 dropout 电压）决定了最低可用电源电压。在电池供电系统中，这将决定电池的有用寿命结束电压。由于 MAX8865/MAX8866 使用 P 沟道 MOSFET 传输晶体管，其 dropout 电压是 RDS(ON) 乘以负载电流的函数。

十、芯片信息

晶体管数量为 259，采用 8 引脚 µ MICROMAX 小外形封装，封装尺寸信息如下：	尺寸	英寸（MIN - MAX）	毫米（MIN - MAX）
A	0.036 - 0.044	0.91 - 1.11
A1	0.004 - 0.008	0.10 - 0.20
B	0.010 - 0.014	0.25 - 0.36
C	0.005 - 0.007	0.13 - 0.18
D	0.116 - 0.120	2.95 - 3.05
E	0.116 - 0.120	2.95 - 3.05
e	0.0256	-	0.65	-
H	0.188 - 0.198	4.78 - 5.03
L	0.016 - 0.026	0.41 - 0.66
汉	0° - 6°	0° - 6°

十一、总结

MAX8865 和 MAX8866 双路低 dropout 线性稳压器以其低功耗、稳定的输出电压、丰富的保护功能和灵活的输出电压选择，成为电池供电便携式设备电源管理的理想选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择电容、设置输出电压，并注意热管理和负载瞬态响应等问题。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。