MAX9107/MAX9108/MAX9109：高速低功耗比較器的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速、低功耗的電壓比較器一直是工程師們追求的目標(biāo)。今天就來詳細(xì)介紹一下 MAX9107/MAX9108/MAX9109 這三款比較器，看看它們有哪些獨(dú)特之處。

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產(chǎn)品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109 分別為雙路、四路和單路高速低功耗電壓比較器，專為單 +5V 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其顯著特點(diǎn)是在僅 1.75mW 的低功耗下，實(shí)現(xiàn)了 25ns 的傳播延遲（輸入過驅(qū)動(dòng)為 10mV 時(shí)）。輸入共模范圍極寬，從地電位以下 200mV 到正電源軌 1.5V 以內(nèi)。輸出為 TTL 兼容，無需外部上拉電路。與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MAX907/MAX908/MAX909 相比，它們速度更快、功耗更低且成本更低。其中，MAX9109 具有輸出鎖存功能，但沒有互補(bǔ)輸出。

產(chǎn)品特性

高速與低功耗并存

• 傳播延遲短：僅 25ns 的傳播延遲，能滿足高速電路的設(shè)計(jì)需求。
• 低功耗運(yùn)行：每個(gè)比較器的電源電流僅 350μA（即 1.75mW），非常適合對(duì)功耗敏感的應(yīng)用。

寬輸入范圍與低失調(diào)電壓

• 寬輸入范圍：輸入范圍包含地電位，可適應(yīng)多種輸入信號(hào)。
• 低失調(diào)電壓：僅 500μV 的失調(diào)電壓，確保了比較器的準(zhǔn)確性。

內(nèi)部遲滯與 TTL 兼容輸出

• 內(nèi)部遲滯：2mV 的內(nèi)部遲滯可實(shí)現(xiàn)干凈的開關(guān)切換，即使在慢速輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)下也能保證輸出穩(wěn)定。
• TTL 兼容輸出：無需額外的上拉電路，方便與其他 TTL 電路集成。

空間節(jié)省型封裝

提供多種封裝選項(xiàng)，如 6 引腳 SC70（MAX9109）、8 引腳 SOT23（MAX9107）和 14 引腳 TSSOP（MAX9108），滿足不同的空間需求。

應(yīng)用領(lǐng)域

這些比較器的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，包括但不限于：

• 電池供電系統(tǒng)：低功耗特性使其成為電池供電設(shè)備的理想選擇。
• A/D 轉(zhuǎn)換器：高速比較功能可提高 A/D 轉(zhuǎn)換的速度和精度。
• 線路接收器：能有效處理線路信號(hào)的比較和識(shí)別。
• 閾值檢測(cè)器/鑒別器：準(zhǔn)確檢測(cè)輸入信號(hào)是否超過設(shè)定閾值。
• 采樣電路：用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和比較。
• 過零檢測(cè)器：檢測(cè)輸入信號(hào)的過零時(shí)刻。

電氣特性

工作電壓范圍

工作電壓范圍為 4.5V 至 5.5V，由電源抑制比（PSRR）保證。

輸入特性

• 輸入失調(diào)電壓：在 +25°C 時(shí)典型值為 0.5mV，最大值為 1.6mV；在全溫度范圍內(nèi)最大值為 4.0mV。
• 輸入遲滯：固定為 2mV。
• 輸入偏置電流：最大值為 350nA。
• 輸入失調(diào)電流：最大值為 80nA。
• 輸入電壓范圍：從 -0.2V 到 (V_{CC} - 1.5V)。

輸出特性

• 輸出高電壓：在源電流為 100μA 時(shí)，典型值為 3.5V，最小值為 3.0V。
• 輸出低電壓：在灌電流為 3.2mA 時(shí)，最大值為 0.6V；在灌電流為 8mA 時(shí)，最大值為 0.4V。

其他特性

• 電源電流：每個(gè)比較器在 (V_{CC} = +5.5V) 且所有輸出為低電平時(shí)，典型值為 0.7mA，最小值為 0.35mA。
• 輸出上升時(shí)間和下降時(shí)間：在負(fù)載電容為 10pF 時(shí)，上升時(shí)間為 12ns，下降時(shí)間為 6ns。

詳細(xì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

時(shí)序與遲滯

高速比較器在輸入電壓接近時(shí)容易因噪聲或寄生交流反饋而振蕩，而 MAX9107/MAX9108/MAX9109 通過 2mV 的內(nèi)部遲滯解決了這一問題。當(dāng)兩個(gè)輸入電壓相等時(shí)，遲滯使一個(gè)輸入電壓迅速超過另一個(gè)，從而避免了振蕩。

引腳說明

不同型號(hào)的引腳功能有所不同，但主要包括輸出引腳、輸入引腳、電源引腳和接地引腳等。其中，MAX9109 還有鎖存使能引腳（LE），當(dāng) LE 為低電平時(shí)，鎖存器透明；當(dāng) LE 為高電平時(shí)，比較器輸出狀態(tài)被鎖存。

電路布局

由于其高增益帶寬，在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)需要采取特殊措施。例如，使用低電感的接地層，將去耦電容盡可能靠近 (V_{CC}) 引腳，并保持引腳連線短，以避免寄生反饋。

輸入過驅(qū)動(dòng)處理

輸入過驅(qū)動(dòng)時(shí)，只要流入器件的電流限制在 25mA 以內(nèi)，輸入電壓可以超出絕對(duì)最大額定值，但可能導(dǎo)致輸出反相?？赏ㄟ^添加外部二極管將輸入電壓限制在地電位以下 200mV 至 300mV，防止輸出反相。

應(yīng)用案例：電池供電的紅外數(shù)據(jù)鏈路

在一個(gè)電池供電的紅外數(shù)據(jù)鏈路電路中，MAX4400 將光電二極管電流轉(zhuǎn)換為電壓，MAX9109 則判斷放大器輸出是否足夠高以表示“1”。該電路的電流消耗極低，MAX4400 和 MAX9109 分別僅需約 410μA 和 350μA。

總結(jié)

MAX9107/MAX9108/MAX9109 以其高速、低功耗、寬輸入范圍和多種封裝選項(xiàng)等優(yōu)勢(shì)，為電子工程師在高速比較器設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，合理利用其特性和注意設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮這些比較器的性能。大家在使用過程中有沒有遇到過類似比較器的其他問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。