高速低功耗TTL比較器MAX9107/MAX9108/MAX9109 ：設(shè)計利器

在硬件設(shè)計領(lǐng)域，比較器是一種常見且關(guān)鍵的器件，它能對兩個輸入信號進行比較并輸出相應(yīng)的高低電平信號。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器，看看它們有哪些獨特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景。

文件下載：MAX9109.pdf

產(chǎn)品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109是一系列高速、低功耗的電壓比較器，適用于由單+5V電源供電的系統(tǒng)。它們具有25ns的傳播延遲（輸入過驅(qū)動為10mV時），每個比較器的功耗僅為1.75mW，輸入共模范圍寬，從地以下200mV到正電源軌1.5V以內(nèi)。這些比較器的輸出與TTL兼容，無需外部上拉電路，并且內(nèi)置遲滯功能，即使在輸入信號緩慢變化時也能確保輸出干凈切換。

與行業(yè)標準比較器MAX907/MAX908/MAX909相比，MAX9107/MAX9108/MAX9109具有更高的速度、更低的功耗和更低的成本。其中，MAX9109還具有輸出鎖存功能，但沒有互補輸出。

產(chǎn)品特性

高速低功耗：

25ns的傳播延遲能滿足高速信號比較的需求，同時每個比較器僅1.75mW的功耗，在對功耗要求較高的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。比如在一些小型化、電池供電的設(shè)備里，低功耗特性可以有效延長電池的使用時間。

寬輸入范圍：

輸入范圍包含地電壓，并且可以承受一定的負電壓，這大大增加了其使用的靈活性。在實際設(shè)計中，我們就不用擔心輸入信號的電壓范圍過小而無法使用該比較器。

低失調(diào)電壓：

最大失調(diào)電壓僅為4.0mV，能保證比較器的比較精度，減少誤差。在對精度要求較高的A/D轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中，這一特性就顯得尤為重要。

內(nèi)置遲滯：

2mV的內(nèi)部遲滯可提供干凈的開關(guān)，避免了因輸入信號的微小波動而導(dǎo)致輸出的頻繁跳變。大家在設(shè)計時有沒有遇到過因為輸入信號的抖動而讓輸出不穩(wěn)定的情況呢？有了這個內(nèi)置遲滯功能，這種問題就能得到很好的解決。

TTL兼容輸出：

輸出與TTL電平兼容，方便與其他TTL邏輯電路連接，無需額外的電平轉(zhuǎn)換電路。

輸出鎖存（僅MAX9109）：

MAX9109的輸出鎖存功能可以將比較結(jié)果鎖存起來，便于后續(xù)的處理和控制。

節(jié)省空間的封裝：

提供多種封裝形式，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。對于一些對PCB空間要求苛刻的設(shè)計，這些小封裝的比較器就非常合適。

應(yīng)用領(lǐng)域

該系列比較器的應(yīng)用場景非常廣泛，主要包括以下幾個方面：

電池供電系統(tǒng)：

低功耗特性使其非常適合電池供電的設(shè)備，如便攜式儀器、無線傳感器等。

A/D轉(zhuǎn)換器：

可用于A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號比較，提高轉(zhuǎn)換精度。

線路接收器：

在通信線路中，用于接收和比較信號。

閾值檢測器/鑒別器：

用于檢測輸入信號是否超過設(shè)定的閾值。

采樣電路：

在采樣電路中，對輸入信號進行比較和采樣。

過零檢測器：

檢測輸入信號的過零時刻。

電氣特性

電源電壓范圍：

工作電壓范圍為4.5V至5.5V，保證了在不同電源條件下的穩(wěn)定工作。

輸入失調(diào)電壓：

在+25°C時，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：

輸入遲滯為2mV，確保了輸出的穩(wěn)定切換。

輸入偏置電流和失調(diào)電流：

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：

輸入電壓范圍為-0.2V至VCC - 1.5V。

共模抑制比和電源抑制比：

共模抑制比和電源抑制比在一定條件下可達到50至1000μV/V，保證了對共模信號和電源波動的抑制能力。

輸出電壓：

輸出高電壓典型值為3.5V，輸出低電壓在不同負載電流下有不同的值。

傳播延遲：

傳播延遲為25ns，確保了高速的信號處理能力。

詳細設(shè)計注意事項

電路布局：

由于該系列比較器具有較高的增益帶寬，在設(shè)計PCB時，需要采用具有良好低電感接地平面的印刷電路板，將去耦電容（如0.1μF陶瓷電容）盡可能靠近VCC放置，并注意去耦電容的帶寬和引腳長度。同時，輸入和輸出引腳的長度也要盡量短，以避免不必要的寄生反饋。此外，建議直接將器件焊接到印刷電路板上，而不是使用插座。大家在實際布局時，有沒有什么好的經(jīng)驗可以分享呢？

輸入過驅(qū)動：

輸入可以在一定條件下進行過驅(qū)動，但要注意限制流入器件的電流不超過25mA。如果輸入過驅(qū)動，輸出可能會反轉(zhuǎn)，可通過添加外部二極管來防止這種情況發(fā)生。

電池供電紅外數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用：

在電池供電的紅外數(shù)據(jù)鏈路中，該系列比較器可以與其他器件配合使用，實現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的接收。例如，在圖4所示的電路中，MAX4400將光電二極管電流轉(zhuǎn)換為電壓，MAX9109判斷放大器輸出是否足夠高以表示“1”，整個電路的電流消耗非常小。

總結(jié)

MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器以其高速、低功耗、寬輸入范圍、內(nèi)置遲滯等特性，成為了電子工程師在設(shè)計中的得力工具。無論是在電池供電系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器還是其他應(yīng)用領(lǐng)域，都能發(fā)揮出其獨特的優(yōu)勢。在實際設(shè)計過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇封裝形式和注意電路布局等問題，以充分發(fā)揮這些比較器的性能。大家在使用這些比較器的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應(yīng)用案例呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。