_______________General Description
The MAX667 low-dropout, positive, linear voltage regu-
lator supplies up to 250mA of output current. With no
load, it has a typical quiescent current of 20µA. At
200mA of output current, the input/output voltage differ-
ential is typically 150mV. Other features include a low-
voltage detector to indicate power failure, as well as
early-warning and low-dropout detectors to indicate an
imminent loss of output voltage regulation. A shutdown
control disables the output and puts the circuit into a
low quiescent-current mode.
The MAX667 employs Dual Mode™ operation. One
mode uses internally trimmed feedback resistors to pro-
duce +5V. In the other mode, the output may be varied
from +1.3V to +16V by connecting two external resistors.
The MAX667 is a pin-compatible upgrade to the
MAX666 in most applications where the input voltages
are above +3.5V. Choose the MAX667 when high out-
put currents and/or low dropout voltages are desired,
as well as for improved performance at higher
temperatures.
________________________Applications
Battery-Powered Devices
Pagers and Radio Control Receivers
Portable Instruments
Solar-Powered Instruments
____________________________Features
♦350mV Max Dropout at 200mA
♦250mA Output Current
♦Normal Mode: 20µA Typ Quiescent Current
Shutdown Mode: 0.2µA Typ Quiescent Current
♦Low-Battery Detector
♦Fixed +5V (Min Component Count) or
Adjustable Output
♦+3.5V to +16.5V Input
♦Dropout Detector Output
♦10µF Output Capacitor
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1
__________________Pin Configuration
__________Typical Operating Circuit
19-3894; Rev 4; 9/08
1
2
3
4
8
7
6
5
IN
LBO
SET
SHDN
GND
LBI
OUT
DD
MAX667
DIP/SO
TOP VIEW
MAX667
GND SHDNSET
OUT +5V OUT
IN
C1
10μF
+6.3V
BATTERY
PART TEMP RANGE PIN-PACKAGE
MAX667CPA 0°C to +70°C 8 Plastic DIP
MAX667CSA 0°C to +70°C 8 SO
MAX667C/D 0°C to +70°C Dice*
MAX667EPA -40°C to +85°C 8 Plastic DIP
MAX667ESA -40°C to +85°C 8 SO
MAX667MJA -55°C to +125°C 8 CERDIP**
*Contact factory for dice specifications.
**Contact factory for availability and processing to MIL-STD-883.
†Contact factory for availability.
TM Dual Mode is a trademark of Maxim Integrated Products.
For pricing, delivery, and ordering information, please contact Maxim Direct at 1-888-629-4642,
or visit Maxim’s website at www.maxim-ic.com.
MAX667MSA/PR -55°C to +125°C 8 SO†
MAX667MSA/PR-T -55°C to +125°C 8 SO†
Ordering Information
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
2 _______________________________________________________________________________________
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional
operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to
absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.
Input Supply Voltage ...........................................................+18V
Output Short Circuited to Ground.........................................1sec
LBO Output Sink Current ....................................................50mA
LBO Output Voltage ...............................................GND to VOUT
SHDN Input Voltage ....................................-0.3V to (VIN + 0.3V)
Input Voltages LBI, SET................................-0.3V to (VIN - 1.0V)
Continuous Power Dissipation
Plastic DIP (derate 9.09mW/°C above +70°C) ............727mW
SO (derate 5.88mW/°C above +70°C).........................471mW
CERDIP (derate 8.00mW/°C above +70°C).................640mW
Operating Temperature Ranges
MAX667C_A........................................................0°C to +70°C
MAX667E_A.....................................................-40°C to +85°C
MAX667MJA ..................................................-55°C to +125°C
Storage Temperature Range .............................-65°C to +160°C
Lead Temperature (soldering, 10sec) .............................+300°C
Note 1: Dropout Voltage is VIN-VOUT when VOUT falls to 0.1V below its value at VIN = VOUT + 2V.
Note 2: Short-Circuit Current is pulse tested to maintain junction temperature. Short-circuit duration is limited by package dissipation.
PARAMETER
Line Regulation
SYMBOL TA= +25°C
MIN TYP MAX
510
TA= TMIN to TMAX
MIN TYP MAX
15
20 30
SET Reference Voltage VSET
50
1.225
20 25 35
0.2 1
1.20 1.25
2
Maximum Output Current IOUT 250 250
Output Leakage Current
Quiescent Current IQ
515 20
560 75
IOUT 0.1 1
Short-Circuit Current
Dropout Voltage (Note1)
IOUT
150 250
400
350
Load Regulation
450
50 100 250
Low-Battery Detector
Reference Voltage VLBI 1.225 1.195 1.255
Low-Battery Detector
Output Voltage
IOUT = 0µA
VLBO 0.25 0.4
VSHDN
Input Voltage
1.5
VIN
1.5
SHDN Leakage Current
3.5 16.5
ISHDN 0.01 ±10 ±1000
IOUT = 100µA
5 4.8 5.2
0.25
Dropout Detector Output
Voltage
Output Voltage
VDD
3.5
VOUT
54.75 5.25
CONDITIONS
VIN = 6V to 10V, IOUT = 10mA
VSHDN = 2V
VIN = 6V, 4.5V < VOUT < 5.5V
IOUT = 200mA
IOUT = 100µA
VSHDN = 2V
(Note 2)
IOUT = 200mA
IOUT = 10mA to 200mA
VIN = 9V, VLBI = 2V, ILBO = 10mA
VIH
VSHDN = 0V to VIN
VSET = 0V, VIN = 6V, IOUT = 10mA,
TA= -40°C to +85°C
VSET = 0V,
VSHDN = 0V,
RDD = 100kΩ,
IOUT = 10mA
VSET = 0V, VIN = 6V, IOUT = 10mA,
TA= -55°C to +125°C
V
nA
V
V
V
mA
µA
V
mV
mV
mV
mA
µA
mA
V
VSHDN = 0V,
VSET = 0V
V
UNITS
SHDN Threshold 0.3 0.3VIL
ELECTRICAL CHARACTERISTICS
(GND = 0V, VIN = +9V, VOUT = +5V, C1 = 10µF, unless otherwise noted.)
VIN = 7V
VIN = 4.5V
SET Input Leakage Current ISET 0.01 ±10 ±1000VSET = 1.5V nA
Low-Battery Detector
Input Leakage Current ILBI 0.01 ±10 ±1000VLBI = 1.5V nA
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
_______________________________________________________________________________________ 3
1000
1
1 10 100 1000
DROPOUT VOLTAGE
vs. LOAD CURRENT
10
100
MAX667-Fg TOC 1
LOAD CURRENT (mA)
DROPOUT VOLTAGE (mV)
QUIESCENT CURRENT
vs. LOAD CURRENT
QUIESCENT CURRENT (μA)
10
100
1000
10,000
100,000
0.01 0.1 1 10 100 1000
MAX667-Fg TOC 2
LOAD CURRENT (mA)
VIN = +6V
1000
1
0 50 150 250
10
100
MAX667-Fg TOC 3
100 200
DD OUTPUT CURRENT
vs. INPUT-OUTPUT DIFFERENCE
DD OUTPUT CURRENT (μA)
INPUT-OUTPUT DIFFERENCE (mV)
5 10
1
20 50 100mA LOAD
2
__________________________________________Typical Operating Characteristics
_____________________Pin Description _______________Detailed Description
Figure 1 shows a micropower bandgap reference, an
error amplifier, a PNP pass transistor, and two com-
parators as the main elements of the MAX667. One
comparator, C1, selects the fixed 5V or adjustable
operation with an external voltage divider. The other
comparator, C2, is a low-battery detector.
The bandgap reference, which is trimmed to 1.22V,
connects internally to one input of the error amplifier,
A1. The feedback signal from the regulator output sup-
plies the other input of A1 from either an on-chip volt-
age divider or two external resistors. When SET is
grounded, the internal divider provides the error ampli-
fier feedback signal for a fixed 5V output. When SET is
more than 50mV above ground, the error amplifier’s
input switches directly to SET while an external resistor
divider from OUT determines the output voltage.
A second comparator, C2, compares the LBI input to
the internal reference voltage. LBO is an open-drain
FET connected to GND. The low-battery threshold can
also be set with a voltage divider at LBI. In addition, the
MAX667 has a shutdown input (SHDN) that disables
the load and the device while reducing quiescent cur-
rent when it is pulled high.
+5V Output
Figure 2 shows the connection for a fixed 5V output.
The SET input is grounded, and no external resistors
are required. Figure 3 shows adjustable output opera-
tion. R1 and R2 set the output voltage. SHDN should be
grounded if not used.
(Output) Voltage Set, CMOS Input.
Connect to GND for 5V output. For
other voltages, connect external resis-
tive divider from OUT.
SET6
Low-Battery Output. An open-drain N-
channel transistor that sinks current to
GND when LBI is less than 1.22V.
LBO7
Positive Input Voltage (unregulated)IN8
Regulated Output Voltage. OUT falls
to 0V when SHDN is above 1.5V. SET
determines output voltage when SET
is above 50mV; otherwise, it is 5V.
OUT must be connected to an output
filter capacitor.
OUT2
Low-Battery Detector. A CMOS input
to an internal 1.255V comparator
whose output is the LBO pin.
LBI3
GroundGND4
Shutdown Input. Connect to GND for
normal operation (output active). Pull
above 1.5V to disable OUT, LBO, and
DD and to reduce quiescent current to
less than 1µA.
SHDN5
PIN
Dropout Detector Output—the collec-
tor of a PNP pass transistor. Normally
an open circuit, it sources current as
dropout is reached.
DD1
FUNCTIONNAME
(TA= +25°C, unless otherwise noted.)
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
4 _______________________________________________________________________________________
SHDN
LBO
LBI +50mV
SET
OUT
DD
GND
IN
A1
C2 C1
1.255V REF
MAX667
Figure 1. MAX667 Block Diagram
MAX667
GND SHDNSET
OUT +5V OUT
250mA
IN
8
645
2
C1
10μF
Figure 2. Fixed +5V Regulator
MAX667
GNDSHDN
OUT
VOUT
IN
LBO
SET
LBI
8
7
3
54
2
6
R2
R1
R3
R4
C1
10μF
NVREF
Figure 3. Adjustable Output and Low-Battery Detector
Output-Voltage Selection
If SET is connected to a resistive voltage divider (Figure
3), the output voltage is set by the equation:
VOUT = VSET x (R1 + R2) / R1,
where VSET = 1.22V
To simplify resistor selection:
R2 = R1 x (VOUT / VSET - 1)
Since the input bias current at SET has a maximum
value of 10nA, relatively large values can be used for
R1 and R2 with no loss of accuracy. 1MΩis a typical
value for R1. The VSET tolerance is less than ±25mV.
This allows the output to be preset without trim pots,
using only fixed resistors in most cases. However, when
resistor values greater than 1MΩare used, pay special
attention to printed circuit board leakage that can intro-
duce error at the SET input.
Shutdown (Standby) Mode
SHDN puts the device into standby mode to conserve
power. When this pin is held low, the IC operates nor-
mally. If it is driven above 1.5V, the chip shuts down.
Quiescent current of the MAX667 is then reduced to
less than 1µA, and OUT turns off.
Note that the voltage for SHDN must never be more
than 0.3V higher than VIN.
Low-Battery Function
The MAX667 contains circuitry for low-battery detec-
tion. If the voltage at LBI falls below the regulator’s
internal reference (1.22V), LBO, an open-drain output,
sinks current to GND. The threshold can be set to any
level above the reference voltage by connecting a
resistive divider to LBI based on the equation:
R3 = R4 x (VBATT / VLBI - 1)
where VBATT is the desired threshold of the low-battery
detector, and R3 and R4 are the LBI input divider
resistors.
Since LBI input current is no more than 10nA, high val-
ues for R3 and R4 minimize loading. If VOUT is 5V, a
5.5V low-battery threshold can be set using 8.2MΩfor
R3 and 2.4MΩfor R4. When resistor values greater
than 1MΩare used, pay special attention to PC board
leakage that can introduce error at the LBI input.
When the voltage at LBI is below the internal threshold,
LBO sinks current to GND. A pull-up resistor of 10kΩor
more connected to OUT can be used with this pin when
driving CMOS circuits. Any pull-up resistor connected
to LBO should not be returned to a voltage source
greater than VOUT. When LBI is above the threshold or
the MAX667 is in SHDN mode, the LBO output is off.
Dropout Detector
The minimum input-output differential, or dropout volt-
age, determines the regulator’s lowest usable input
voltage. In battery-operated systems, this determines
the useful end-of-life battery voltage. The MAX667 fea-
tures very low dropout voltage (see Electrical
Characteristics). In addition, the MAX667 has a dropout
detector output, DD, that changes as the dropout volt-
age approaches its limit. DD is an open collector of a
PNP transistor. The dropout voltage and the dropout
detector both depend on the output current and tem-
perature. When the input voltage is more than 300mV
above the output voltage, the dropout detector will not
conduct. As the differential decreases below 300mV,
the DD source current increases abruptly. This current
signals a warning that regulation is about to be lost.
Connecting a resistor (typically 100kΩ) from DD to
ground develops a voltage that can be monitored by
analog circuits or changed to digital levels by a com-
parator. LBI may be used for this purpose.
__________Applications Information
Output Capacitor
As with all PNP output regulators, an output capacitor
(C1, Figure 2) is required to maintain stability. 10µF is
recommended. To ensure stability, the output-capacitor
ESR must be sufficiently high. Figure 4 shows the mini-
mum required output-capacitor ESR for a given temper-
ature. Alternatively, a resistor may be added in series
with the output capacitor (Figure 5); the sum of the out-
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
_______________________________________________________________________________________ 5
MAX667
0
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
1
MAX667-Fg 4
TEMPERATURE (˚C)
MINIMUM ESR (Ω)
2
3
4
5
Figure 4. Minimum Required Output-Capacitor ESR vs.
Temperature
MAX667
put-capacitor ESR and this series resistance should, at
minimum, meet the requirements shown in Figure 4.
An upper limit to the output-capacitor ESR is important
only if step changes to the load are anticipated. Higher
ESR results in higher-amplitude output-voltage tran-
sients when the output current is varied. A Sanyo
OS-CON capacitor, whose ESR is nearly flat over tem-
perature (and is low to begin with), in series with the
appropriate resistor ensures the best load-transient
performance. A less expensive alternative is to use a
tantalum capacitor in series with the resistor.
In most cases, inexpensive aluminum-electrolytic
capacitors work well with the MAX667 over their entire
temperature range, having sufficient ESR to ensure sta-
bility without the need for a series resistor. The ESR of
aluminum electrolytics rises, often dramatically, as tem-
perature decreases. For surface-mount applications,
certain tantalum capacitors have sufficient ESR; an
example is the TAJB106K016 chip capacitor made by
AVX (phone: (803) 448-9411, fax: (803) 448-1943).
Battery Drain
The MAX667 uses a PNP output transistor. When the
input voltage falls below the desired output voltage, the
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
6 _______________________________________________________________________________________
MAX667
GND SHDNSET
OUT
R1
47k
DD
+5V OUTIN
8
645
2
1
C1
10μF
C2
0.1μF
Figure 6. Quiescent-Current Reduction Below Dropout
MAX667
DDGND
OUT
R3
1M
R1
332k
R2
1M
SET
+5V OUTIN
8
41
2
6
C1
10μF
SHDN
5
Figure 7. Connection for Minimum Quiescent Current Near
Dropout
10
0
0123456
2
MAX667-Fg 8
INPUT VOLTAGE (V)
QUIESCENT CURRENT (mA)
4
6
8
VSHDN = 0V
Figure 8. Quiescent Current Below Dropout for Circuit of
Figure 2
MAX667
SHDNSET GND
OUT
R
+5V OUTIN
82
10μF
645
Figure 5. Alternative Stability Scheme Using Resistor R
PNP transistor is turned on fully as regulation is lost.
Even with a load current of a few microamperes, the
base current will be driven above 5mA. Figure 8 shows
how this base current may be significant.
Consequently, a mostly discharged battery can be fur-
ther discharged at end-of-life.
Figure 6 shows how this condition can be modified by
connecting DD to SHDN with a 47kΩresistor, R1, paral-
leled with a 0.1µF capacitor to GND. This modification
reduces the no-load quiescent current to approximately
160µA when dropout is reached (Figure 9), but increas-
es the dropout voltage by about 0.1V. The output volt-
age drops to approximately 3V once DD begins to
activate SHDN, but it does not fall to zero because
SHDN is only partially activated.
A second alternate connection (Figure 7) further
reduces quiescent current near the dropout voltage,
compared to the circuit in Figure 6. The output must be
set with external resistors (R1, R2), so DD lowers the
output voltage as the input voltage falls by sourcing
current into SET via R3. Quiescent current remains low
for inputs down to 3.5V, and peaks before falling to 0 at
low input voltages. Although the current peak is higher
than with the connection in Figure 6, this may be more
useful because the quiescent current peaks at an input
voltage well below the useful range of most batteries
(Figure 9). Also, as IN falls below 5V, OUT tracks IN
minus the dropout voltage. This connection still allows
separate use of the SHDN input.
Power Dissipation
The MAX667 can regulate currents as high as 250mA
and withstand input-output differential voltages as high
as 15.2V, but not simultaneously. The maximum power
dissipation is dependent on the package and the tem-
perature (see Absolute Maximum Ratings). Figure 10
shows the maximum output current at various input-out-
put differential voltages for the plastic DIP and SO
packages. The MAX667 can withstand short-circuit
loads up to 1 second.
Operation from AC Sources
The MAX667 is a micropower CMOS regulator intended
principally for battery operation. When operating from
AC sources, consider power-supply ripple rejection.
The MAX667’s error amplifier produces very low gain
bandwidth, and the input power-supply rejection ratio
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
_______________________________________________________________________________________ 7
MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
VIN (V)
IGND (μA)
800
0
12 4 6
200
600
35
400
MAX667-Fg 9
CIRCUIT OF
FIGURE 7
CIRCUIT OF
FIGURE 6
Figure 9. Quiescent Current Below Dropout with Connections
of Figures 6 and 7
VIN-VOUT (V)
LOAD CURRENT (mA)
400
0
015
100
300
200
10
5
GUARANTEED 250mA
DIP PACKAGE
DISSIPATION LIMIT
SO PACKAGE
DISSIPATION LIMIT
TA = +50˚C
MAX667-Fg 10
Figure 10. MAX667 Load Current vs. Input-Output Differential
Voltage
Figure 11. Output Response to +4V/100µs Input Step
+10V
1ms/div
+6V
INPUT
+2V/div
+5V OUTPUT
+0.2V/div
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W-X? ?O2@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ?
O2@@@6K? ?W&@)X O2@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ?
?O26K? ?O2@@@@@@@@@@@@@6Kg?O2@@@@@@@@6K? O&@@@)K? ?@6?2@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ?
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MAX667
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
8 _______________________________________________________________________________________
(PSRR) is therefore not specified. Since the output must
be connected to a 10µF or larger filter capacitor, the
capacitor characteristics dominate the PSRR. Large
values of input and output capacitors reduce the ripple.
In addition, both DD and LBI/LBO can trigger on the
lowest DC component of the ripple, particularly at high
load currents. In the case of the low-battery detector,
the ripple can be effectively filtered out by placing a
capacitor to ground in parallel with the LBI input pin.
The high resistance values that can be used for the
voltage divider allow relatively small capacitance val-
ues to form an effective lowpass filter at 120Hz. When
power is first applied, however, this filter tends to hold
LBO low longer than normal.
Transient Considerations
The low operating current and gain-bandwidth product
of the internal reference and amplifier result in limited
rejection of fast-step input changes. Negative-going
steps, which occur in under 100µs, may turn off the out-
put for several milliseconds. An input filter (nominally
10µF) is recommended if input changes greater than
1V and faster than 100µs (other than turn-on or turn-off)
are anticipated. Figure 12 shows the output response to
a 10mA/100mA instantaneous load step. The relation-
ship between output-capacitor ESR and load-transient
response is explained in the Output Capacitor section.
___________________Chip Topography
OUTPUT
CURRENT
+5V OUTPUT
0.1V/div
100mA
10mA
200μs/div
Figure 12. Output Response to 10mA/100mA Load Step with
10
μ
F Output Capacitor (1.5
Ω
ESR)
LBO
SET
LBI
OUT
DD IN
SHDN
GND
0.107"
(2.71mm)
0.070"
(1.78mm)
TRANSISTOR COUNT: 65
SUBSTRATE MUST BE LEFT UNCONNECTED
Package Information
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PACKAGE TYPE
PACKAGE CODE
DOCUMENT NO.
+5V/Programmable Low-Dropout
Voltage Regulator
Maxim cannot assume responsibility for use of any circuitry other than circuitry entirely embodied in a Maxim product. No circuit patent licenses are
implied. Maxim reserves the right to change the circuitry and specifications without notice at any time.
Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 _____________________ 9
© 2008 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.
MAX667
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REVISION
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CHANGED
4 9/08 Added information for rugged plastic product 1, 8
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Maxim Integrated:
MAX667CPA+ MAX667CSA+ MAX667EPA+ MAX667ESA+ MAX667MJA/883B MAX667MSA/PR
MAX667MSA/PR-T MAX667CSA+T MAX667ESA+T MAX667CSA-T MAX667ESA-T MAX667CPA MAX667CSA
MAX667EPA MAX667ESA