探索MAX840/MAX843/MAX844：GaAsFET偏置的理想解決方案

作為電子工程師，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為特定器件找到理想的電源解決方案至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討一下MAXIM推出的MAX840/MAX843/MAX844系列低噪聲、調(diào)節(jié)型 - 2V GaAsFET偏置電源。

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一、產(chǎn)品概述

MAX840/MAX843/MAX844是低噪聲、反相的調(diào)節(jié)型電荷泵電源，非常適合為蜂窩電話發(fā)射機(jī)放大器中的GaAsFET提供偏置。它們能在低至2.5V的輸入電壓下工作，輸入電壓范圍為2.5V至10V，當(dāng) (V_{IN }>2.7 ~V) 時(shí)，輸出電流可達(dá)4mA。而且，這些電路可以使用小至0.22μF的電容，這對(duì)于空間有限的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)非常友好。

二、產(chǎn)品特性分析

（一）輸出電壓靈活性

MAX840提供 - 2V預(yù)設(shè)輸出和 - 0.5V至 - 9.4V可調(diào)輸出。而MAX843/MAX844則使用外部正控制電壓來(lái)設(shè)置負(fù)輸出電壓。這種靈活性使得設(shè)計(jì)師能夠根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)精確調(diào)整輸出電壓。

（二）低輸出電壓紋波

內(nèi)部線性穩(wěn)壓器將MAX840的輸出電壓紋波降低到1mVp - p。在有良好濾波的控制電壓（VCTRL）下，MAX843/MAX844也能實(shí)現(xiàn)典型輸出紋波小于1mVp - p。低紋波對(duì)于需要穩(wěn)定電源的GaAsFET器件來(lái)說(shuō)尤為重要，可以有效減少噪聲干擾。

（三）低電源電流和關(guān)斷模式特性

正常工作時(shí)，電源電流為750μA，在關(guān)斷模式下（MAX840/MAX843），電源電流可降至小于1μA。MAX844在關(guān)斷時(shí)，非調(diào)節(jié)輸出仍然有效，電荷泵以20kHz的頻率開(kāi)關(guān)，可作為低功耗LCD電源。這種低功耗特性有助于延長(zhǎng)電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

（四）小尺寸封裝

采用小尺寸的8引腳SO封裝，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，方便進(jìn)行電路板布局和設(shè)計(jì)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該系列產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，涵蓋了蜂窩電話、GaAsFET功率放大器模塊、個(gè)人通信設(shè)備、無(wú)線數(shù)據(jù)記錄器等。此外，還可用于連續(xù)可調(diào)的GaAsFET偏置、LCD偏置對(duì)比度控制以及調(diào)節(jié)型負(fù)電源等方面。

四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）輸出電壓設(shè)置

對(duì)于MAX840，若需要固定 - 2V輸出，可將FB直接連接到GND；若要選擇其他輸出電壓，則將FB連接到從OUT到GND的電阻分壓器的中點(diǎn)。輸出電壓計(jì)算公式為：[VOUT =(-0.5 V)(1+R 2 / R 1)] ，其中R2應(yīng)選擇在100kΩ至400kΩ之間。

對(duì)于MAX843/MAX844，通過(guò)在OUT和正控制電壓（VCTRL）之間連接電阻分壓器來(lái)設(shè)置輸出電壓，計(jì)算公式為：[V{OUT }=-V{CTRL }(R 2 / R 1)]

（二）關(guān)斷模式操作

MAX840/MAX843/MAX844具有關(guān)斷模式，可將電源電流降至最大1μA（MAX844最大為300μA）。MAX840/MAX843在關(guān)斷時(shí)，輸出和電荷泵振蕩器均被禁用；而MAX844在關(guān)斷時(shí)，僅線性穩(wěn)壓器被禁用，NEGOUT輸出仍然可用，且電荷泵振蕩頻率降至20kHz，可用于為L(zhǎng)CD提供偏置。

（三）電容選擇

為了保持低壓差電壓（VIN - |VOUT|），應(yīng)使用低等效串聯(lián)電阻（ESR）的電容。C1、C2和C3建議使用ESR小于0.8Ω的1μF電容，C4建議使用ESR小于0.2Ω的10μF電容。當(dāng)然，也可以使用較小的電容值（如 (C 1=C 2=C 3=0.22 mu F) ， (C 4=4.7 mu F) ），但會(huì)導(dǎo)致輸出噪聲和紋波略有增加。

（四）布局和接地

良好的布局對(duì)于實(shí)現(xiàn)良好的噪聲性能至關(guān)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，同時(shí)使用接地平面。

（五）噪聲和紋波測(cè)量

準(zhǔn)確測(cè)量輸出噪聲和紋波是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。由于電荷泵的開(kāi)關(guān)動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致MAX840/MAX843/MAX844電路與示波器之間的接地電位瞬間略有差異，從而在探頭導(dǎo)線中產(chǎn)生接地電流，引發(fā)尖銳的電壓尖峰。為了獲得最佳測(cè)量結(jié)果，應(yīng)直接跨接輸出電容（C4）進(jìn)行測(cè)量，避免使用示波器探頭的接地引線，可將探頭的接地環(huán)直接接觸C4的接地端，也可以使用Tektronix底盤安裝測(cè)試插孔（部件號(hào)131 - 0258）直接連接示波器探頭。

五、總結(jié)

MAX840/MAX843/MAX844系列產(chǎn)品憑借其低噪聲、靈活的輸出電壓設(shè)置、低功耗以及小尺寸封裝等特性，為GaAsFET偏置提供了理想的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，只要我們掌握好輸出電壓設(shè)置、電容選擇、布局和接地以及噪聲測(cè)量等要點(diǎn)，就能夠充分發(fā)揮這些產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出高性能、穩(wěn)定可靠的電路。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。