MAX881R：用于GaAsFET PA的低噪聲偏置電源

一、引言

在便攜式無線應(yīng)用中，GaAsFET功率放大器的偏置電源設(shè)計(jì)至關(guān)重要。今天要給大家介紹的MAX881R，就是一款專門為GaAsFET功率放大器偏置設(shè)計(jì)的低噪聲反相電源，它具有諸多出色特性，能滿足多種應(yīng)用需求。

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二、產(chǎn)品概述

2.1 基本功能

MAX881R是一款低噪聲、反相的穩(wěn)壓電荷泵電源，由電荷泵逆變器和負(fù)線性穩(wěn)壓器組成。其輸入電壓范圍為2.5V至5.5V，輸出預(yù)設(shè)為 -2.0V，也可通過兩個(gè)電阻將輸出電壓設(shè)置在 -0.5V至 (-VIN + 0.6V) 之間，最大能提供4mA的電流。內(nèi)部線性穩(wěn)壓器可將輸出紋波和噪聲過濾至1mVp-p。

2.2 特色功能

它還有一個(gè)Power-OK（POK）輸出，當(dāng)負(fù)電壓處于設(shè)定值的7.5%范圍內(nèi)時(shí)發(fā)出信號。這一功能可保護(hù)GaAsFET，在其正確偏置前，不會給GaAsFET的漏極供電。該信號可連接到微控制器或直接連接到GaAsFET漏極的開關(guān)。MAX881R采用10引腳的μMAX封裝。

三、產(chǎn)品特性

3.1 小封裝與低紋波

采用小尺寸的μMAX封裝，節(jié)省空間。輸出電壓紋波和噪聲僅為1mVp-p，能為GaAsFET提供穩(wěn)定的電源。

3.2 控制與低功耗

具備Power-OK信號來控制GaAsFET漏極開關(guān)，確保安全。邏輯控制關(guān)機(jī)電流低至0.05μA，實(shí)現(xiàn)低功耗。

3.3 快速啟動與寬范圍

保證1ms的啟動時(shí)間，響應(yīng)迅速。輸入電壓范圍為2.5V至5.5V，輸出電壓范圍為 -0.5V至 (-VIN + 0.6V) ，輸出電流可達(dá)4mA，適用范圍廣。

3.4 簡單電路

只需一個(gè)4.7μF和三個(gè)0.22μF的電容即可工作，無需電感，簡化了電路設(shè)計(jì)。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

MAX881R適用于多種無線設(shè)備，如手機(jī)、無線調(diào)制解調(diào)器、PCS電話、雙向?qū)ず魴C(jī)、PHS電話、移動無線電、無線手持設(shè)備和無線計(jì)算機(jī)等。

五、技術(shù)參數(shù)

5.1 絕對最大額定值

包括各引腳到地的電壓范圍、連續(xù)功率耗散、工作溫度范圍、結(jié)溫、儲存溫度范圍和引腳焊接溫度等參數(shù)。例如，IN到GND為 -0.3V至 +6V，10引腳μMAX在 +70°C以上的功率耗散需以5.6mW/°C的速率降額，最大為444mW。

5.2 電氣特性

在特定條件下，給出了供應(yīng)電壓范圍、預(yù)設(shè)輸出電壓、可調(diào)輸出電壓范圍、FB電壓、FB輸入電流、電源電流、關(guān)斷電源電流、輸出負(fù)載調(diào)節(jié)、輸出紋波、振蕩器頻率、POK閾值、POK輸出電平、POK關(guān)斷漏電流、SHDN輸入高/低電壓、SHDN輸入電流、SHDN輸入電容和啟動時(shí)間等參數(shù)。例如，預(yù)設(shè)輸出電壓在VIN ≥ 2.7V，IOUT = 0至4mA時(shí)為 -2.1V至 -1.9V。

六、典型應(yīng)用電路與引腳說明

6.1 典型電路

文檔給出了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路，包括最小電容值和最小輸出噪聲兩種電路。不同電路可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的電容值來平衡成本、空間和性能。

6.2 引腳說明

詳細(xì)介紹了每個(gè)引腳的功能，如C1+和C1 - 是電容C1的正負(fù)極，NEGOUT是未調(diào)節(jié)的負(fù)輸出電壓，POK是低電平有效、開漏的Power-OK輸出等。

七、詳細(xì)工作原理

7.1 電壓轉(zhuǎn)換

輸入電壓VIN通過電容式電荷泵反相為NEGOUT處的負(fù)電壓，該電壓再由內(nèi)部線性穩(wěn)壓器在OUT處進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)FB連接到GND時(shí)，VOUT調(diào)節(jié)為 -2V；連接到外部電阻分壓器時(shí)，可調(diào)節(jié)輸出電壓。

7.2 Power-OK信號

當(dāng)OUT達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的92.5%時(shí)，POK輸出低電平。此信號可驅(qū)動P - MOSFET的柵極，控制GaAsFET功率放大器的電源，確保在所需負(fù)偏置電壓存在之前，功率放大器不供電。

7.3 關(guān)斷模式

MAX881R具有關(guān)斷模式，SHDN是低電平有效、邏輯電平輸入。進(jìn)入關(guān)斷模式后，電源電流降至小于1μA，啟動時(shí)間通常為0.5ms，此時(shí)OUT和NEGOUT切換到GND。

八、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

8.1 輸出電壓設(shè)置

可選擇固定或可調(diào)輸出。將FB連接到GND可獲得固定 -2V輸出；連接到從OUT到GND的電阻分壓器中點(diǎn)可選擇其他輸出電壓。滿載時(shí)，IN電壓應(yīng)比OUT所需絕對電壓高至少0.6V，且最小輸入電壓為2.5V。

8.2 電容選擇

使用低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電容來保持低壓差。C1、C2和C3應(yīng)選擇0.22μF、ESR小于0.4Ω的電容，C4應(yīng)選擇4.7μF、ESR小于0.1Ω的電容。增大電容值可降低輸出噪聲和紋波，但會增加成本和占用電路板空間。

8.3 布局與接地

良好的布局對噪聲性能很重要。應(yīng)將所有組件盡可能靠近安裝，保持走線短以減少寄生電感和電容，特別是與FB的連接。同時(shí)，使用接地平面。

8.4 噪聲和紋波測量

準(zhǔn)確測量輸出噪聲和紋波有一定挑戰(zhàn)。為獲得最佳結(jié)果，應(yīng)直接跨接輸出電容（C4）進(jìn)行測量，不使用探頭的接地引線，而是將探頭的接地環(huán)直接接觸C4的接地端。

九、總結(jié)

MAX881R以其低噪聲、小封裝、快速啟動和豐富的控制功能，為GaAsFET功率放大器的偏置電源設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師需要根據(jù)具體應(yīng)用需求，合理設(shè)置輸出電壓、選擇電容、優(yōu)化布局和進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，以充分發(fā)揮MAX881R的性能優(yōu)勢。大家在使用MAX881R的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。