深入解析MAX8940：低噪声、高PSRR的120mA线性稳压器

在电子设备的设计中，电源管理是一个至关重要的环节。一款性能出色的线性稳压器能够为设备提供稳定、低噪声的电源，从而保证设备的正常运行。今天，我们就来深入探讨一下Maxim公司推出的MAX8940低噪声、高PSRR、低 dropout 的120mA线性稳压器。

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一、产品概述

MAX8940是一款专为空间受限应用而设计的线性稳压器，它能够提供高达120mA的连续输出电流，具有低噪声、高电源抑制比（PSRR）和低 dropout 等特性。该稳压器预设输出电压为2.8V或3.0V，采用5引脚SC70封装，非常适合用于对空间要求较高的应用场景。

二、关键特性

1. 低噪声输出

在100Hz至100kHz带宽内，MAX8940能够实现25µVRMS的低输出电压噪声。这得益于其创新的噪声旁路电路和外部0.01µF旁路电容（连接在BP和OUT之间），有效降低了输出噪声，为对噪声敏感的电路提供了稳定的电源。

2. 高PSRR

在10kHz时，PSRR可达65dB；在100kHz时，PSRR也能达到45dB。这使得MAX8940能够有效抑制电源中的纹波和噪声，为系统提供干净的电源。

3. 低dropout电压

在120mA负载电流下，dropout电压仅为120mV。这意味着在电池供电系统中，能够更充分地利用电池的电量，延长电池的使用寿命。

4. 低静态电流

MAX8940采用p-channel MOSFET串联通道晶体管，静态电流非常低。在轻负载时，静态电流仅为40µA；在dropout状态下，静态电流也仅为220µA。当稳压器处于关闭状态时，电流消耗可降至1µA以下。

5. 稳定性好

该稳压器只需1µF（典型值）的输出电容即可在任何负载下保持稳定，并且能够与低价值、低成本的陶瓷电容配合使用。

三、电气特性

1. 输入输出电压范围

输入电压范围为2.8V至6V，输出电压预设为2.8V或3.0V，输出电压精度在不同负载和温度条件下有所不同，但总体在±3%以内。

2. 最大输出电流

MAX8940能够保证输出120mA的电流，电流限制范围为130mA（最小）至300mA（最大）。

3. 其他特性

还包括良好的负载/线路瞬态响应、过流和热保护等功能，确保稳压器在各种工作条件下的可靠性。

四、典型应用电路

MAX8940的典型应用电路非常简单，只需要在输入和输出端分别连接1µF的电容，在BP引脚连接10nF的电容即可。输入电压范围为2V至6V，输出为预设的2.8V或3.0V。

五、工作原理

MAX8940主要由创新的带隙核心和噪声旁路电路、误差放大器、p-channel 通道晶体管和内部反馈分压器组成。1.225V的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。根据比较结果，调整通道晶体管的栅极电压，从而控制输出电压的稳定。

六、散热与功耗

MAX8940的最大功耗取决于封装的热阻、电路板的热阻以及芯片结温和环境温度的差值。在设计时，需要注意将GND引脚连接到大面积的接地焊盘或接地平面，以实现良好的散热。

七、电容选择与稳定性

1. 输入输出电容

建议在输入和输出端分别使用1µF的电容。较大的输入电容值和较低的等效串联电阻（ESR）能够提供更好的噪声抑制和线路瞬态响应。对于输出电容，较大的电容值可以降低输出噪声，提高负载瞬态响应、稳定性和电源抑制比。不同的陶瓷电介质在温度变化时电容和ESR会有不同的变化，需要根据具体的工作温度选择合适的电容。

2. BP引脚电容

在BP引脚使用0.01µF的旁路电容可以实现低输出电压噪声。该引脚的泄漏电流应小于10nA，电容值在0.001µF至0.1µF之间较为合适。

八、应用领域

MAX8940适用于多种应用场景，包括蜂窝和无绳电话、PDA和掌上电脑、基站、蓝牙设备、便携式收音机和配件、无线局域网、数码相机、个人立体声设备以及各种便携式和电池供电设备等。

九、总结

MAX8940以其低噪声、高PSRR、低dropout和低静态电流等特性，成为空间受限、对电源质量要求较高的应用的理想选择。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择电容，确保稳压器的稳定性和性能。你在使用线性稳压器的过程中，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。