MAX965–MAX970 比較器：超低電壓微功耗的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，對于比較器的性能要求日益嚴苛，尤其是在超低電壓、微功耗的應(yīng)用場景中。Maxim Integrated推出的MAX965–MAX970系列單/雙/四通道微功耗比較器，憑借其出色的特性，成為眾多工程師的理想選擇。

文件下載：MAX965.pdf

1. 產(chǎn)品概述

MAX965–MAX970系列比較器具備軌到軌輸入和輸出能力，支持單電源供電，電壓范圍從 +1.6V 至 +5.5V，非常適合兩電池供電的應(yīng)用。每個比較器的供電電流小于 5μA，具有開漏輸出，可將輸出電壓拉至高于 VCC 至 6V（最大）。此外，軌到軌輸入共模電壓范圍使其在超低電壓操作中表現(xiàn)出色。

1.1 主要特性

• 超低單電源操作：最低可支持 +1.6V 單電源，拓寬了在低電壓環(huán)境下的應(yīng)用范圍。
• 軌到軌共模輸入電壓范圍：允許輸入信號在接近電源軌的范圍內(nèi)變化，增強了信號處理能力。
• 低靜態(tài)電流：每個比較器的靜態(tài)電流僅 3μA，有效降低了功耗。
• 開漏輸出：輸出可擺動超過 VCC，方便與其他電路進行接口。
• 高精度內(nèi)部參考：部分型號（MAX965/967/968/969）具備 1.235V ±1.5% 的精密內(nèi)部參考電壓。
• 快速傳播延遲：在 50mV 過驅(qū)動下，傳播延遲僅 10μs，確保了快速的信號響應(yīng)。
• 節(jié)省空間的封裝：提供 8 引腳 μMAX 和 16 引腳 QSOP 封裝，滿足不同的 PCB 布局需求。

1.2 應(yīng)用領(lǐng)域

該系列比較器適用于多種應(yīng)用場景，包括兩電池供電/便攜式系統(tǒng)、窗口比較器、閾值檢測器/鑒別器、移動通信、電壓電平轉(zhuǎn)換以及接地/電源感應(yīng)應(yīng)用等。

2. 產(chǎn)品選型

工程師可根據(jù)具體的設(shè)計需求，選擇合適的型號。例如，如果需要單個比較器且具備可編程滯后和內(nèi)部參考，MAX965 是不錯的選擇；而對于需要多個比較器且對內(nèi)部參考和滯后功能要求不高的應(yīng)用，MAX966 或 MAX970 可能更合適。

3. 電氣特性

3.1 電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍：不同封裝和溫度范圍下，電源電壓范圍有所不同。一般在 1.6V 至 5.5V 之間，但在特定條件下，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 溫度范圍時，最低工作電壓為 1.8V。
• 供電電流：不同型號的供電電流存在差異，例如 MAX965 的供電電流在 7.0μA 至 12μA 之間。
• 上電時間：當(dāng)電源電壓從 0V 階躍到 5V 時，上電時間為 20μs。

3.2 比較器特性

• 電源抑制比（PSRR）：在 1.7V ≤ VCC ≤ 5.5V 范圍內(nèi)，PSRR 為 0.1mV/V 至 1.0mV/V。
• 共模電壓范圍：在不同溫度條件下，共模電壓范圍有所變化。在 +25°C 時，范圍為 -0.25V 至 VCC；在 -40°C 至 +85°C 時，范圍為 -0.25V 至 VCC - 0.25V。
• 輸入失調(diào)電壓：不同封裝和共模范圍下，輸入失調(diào)電壓不同。例如，在全共模范圍內(nèi)，SO 封裝的輸入失調(diào)電壓最大為 7.0mV，QSOP 封裝為 10.0mV，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 時為 15.0mV。
• 輸入滯后：當(dāng) HYST = REF 時，輸入滯后為 ±1mV。
• 傳播延遲：在不同過驅(qū)動條件下，傳播延遲不同。例如，在 50mV 過驅(qū)動下，傳播延遲為 10μs。

3.3 參考電壓特性

內(nèi)部 1.235V 帶隙參考電壓在不同溫度范圍和封裝下具有不同的精度。在商業(yè)溫度范圍（0°C 至 +85°C）內(nèi)，精度為 ±1.5%；在擴展溫度范圍（-40°C 至 +85°C）內(nèi)，精度為 ±2.5%。REF 輸出通常能夠提供 50μA 的源電流。

4. 典型應(yīng)用電路

4.1 紅外接收器應(yīng)用

使用 MAX965 作為紅外接收器時，紅外光電二極管根據(jù)紅外光的強度產(chǎn)生電流，該電流在 R1 上產(chǎn)生電壓。當(dāng)該電壓超過施加到反相輸入的參考電壓時，輸出狀態(tài)發(fā)生變化。可選的 R3 可提供額外的滯后，增強抗噪聲能力。

4.2 兩電池到 TTL 邏輯電平轉(zhuǎn)換應(yīng)用

MAX965 可將兩電池的電壓信號轉(zhuǎn)換為 TTL 兼容信號。比較器的電源電壓來自兩電池供電，輸出通過上拉電阻連接到 5V 電源。

5. 滯后設(shè)計

5.1 具備 HYST 引腳的型號（MAX965/MAX967/MAX968/MAX969）

這些型號可通過連接外部電阻 R1 和 R2 來編程滯后。將 R1 連接在 REF 和 HYST 之間，R2 連接在 HYST 和 GND 之間。滯后帶（VHB）約為 HYST 和 REF 之間電壓的兩倍，范圍從 ±1mV 到最大 ±50mV。可根據(jù)以下公式計算 R1 和 R2 的值： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I_{REF }] 其中，IREF 為參考源提供的電流，一般選擇在 0.1μA 至 4μA 之間。

5.2 無 HYST 引腳的型號（MAX966/MAX970）

對于這些型號，可使用三個電阻通過正反饋來產(chǎn)生滯后。該方法通常比使用 HYST 引腳的方法消耗更多電流，并且滯后響應(yīng)時間較慢。具體的電阻值計算方法可參考文檔中的詳細步驟。

6. 注意事項

6.1 絕對最大額定值

在使用過程中，需注意電源電壓、輸入輸出電壓、輸入引腳電流等參數(shù)不能超過絕對最大額定值，否則可能導(dǎo)致器件永久性損壞。例如，電源電壓（VCC）最大為 +6V，輸入引腳電流最大為 ±20mA。

6.2 噪聲考慮

比較器的有效寬帶峰峰值噪聲約為 10μV，電壓參考在使用 0.1μF 旁路電容時峰峰值噪聲接近 1.0mV。當(dāng)比較器與參考一起使用時，組合峰峰值噪聲約為 1.0mV。應(yīng)避免任何輸出到參考引腳的電容耦合，以防止串?dāng)_增加參考的實際噪聲。

6.3 電路布局和旁路

如果電源阻抗較低，可不使用電源旁路電容；但當(dāng)電源阻抗較高或電源引線較長時，應(yīng)使用 100nF 旁路電容。同時，應(yīng)盡量縮短信號引線長度，以減少輸入和輸出之間的雜散電容，避免電路不穩(wěn)定。

MAX965–MAX970 系列比較器以其出色的性能和豐富的功能，為電子工程師在超低電壓、微功耗應(yīng)用中提供了可靠的解決方案。在實際設(shè)計中，工程師需根據(jù)具體需求，合理選擇型號，并注意相關(guān)的設(shè)計要點，以充分發(fā)揮該系列比較器的優(yōu)勢。大家在使用這個系列比較器的過程中，有沒有遇到過什么獨特的挑戰(zhàn)或者有什么特別的應(yīng)用技巧呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。