探索MAX49017：1.7V雙微功耗內(nèi)置基準(zhǔn)比較器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對于高性能、小尺寸且低功耗的比較器需求日益增長。特別是在汽車電子等對可靠性和性能要求極高的應(yīng)用場景中，一款合適的比較器能為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX49017——一款1.7V雙微功耗內(nèi)置基準(zhǔn)比較器。

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產(chǎn)品概述

MAX49017是一款節(jié)省空間的雙比較器，內(nèi)置電壓基準(zhǔn)和推挽輸出。它通過了AEC - Q100認(rèn)證，非常適合汽車應(yīng)用，如汽車電池監(jiān)測系統(tǒng)、信息娛樂主機(jī)和ADAS模塊等。該器件采用8引腳、2mm x 2mm的TDFN封裝，具有可側(cè)焊側(cè)翼，能有效節(jié)省電路板空間。

特性亮點(diǎn)

低功耗運(yùn)行

微功耗工作電流是MAX49017的一大亮點(diǎn)。其總典型值為1.35μA，最大值為2.55μA，這種低功耗特性能夠有效保存電池電量，對于依靠電池供電的系統(tǒng)來說至關(guān)重要。在一些對功耗要求極為嚴(yán)格的汽車應(yīng)用中，低功耗的比較器可以減少電池的消耗，延長系統(tǒng)的運(yùn)行時間。

內(nèi)置精密基準(zhǔn)

內(nèi)置的1.352V基準(zhǔn)在出廠時經(jīng)過微調(diào)，初始精度可達(dá)1%，在整個溫度范圍內(nèi)精度優(yōu)于2.5%。這不僅節(jié)省了外部基準(zhǔn)的空間和成本，還能保證在不同溫度環(huán)境下的穩(wěn)定性。而且，參考輸出對于高達(dá)100pF或高于0.1μF的電容負(fù)載是穩(wěn)定的（100pF至0.1μF之間存在不穩(wěn)定區(qū)域），這為設(shè)計(jì)帶來了更多的靈活性。

寬輸入電壓范圍

±200mV（典型值）的Beyond - the - Rails輸入電壓范圍，以及1.7V至5.5V的電源電壓范圍，使得該器件能夠在多種電源下穩(wěn)定工作，如1.8V、2.5V、3V和5V電源。這種寬范圍的適應(yīng)性使得MAX49017在不同的應(yīng)用場景中都能發(fā)揮出色的性能。

快速響應(yīng)

傳播延遲小于10μs，能夠快速響應(yīng)輸入信號的變化，確保系統(tǒng)的實(shí)時性。在一些對信號處理速度要求較高的應(yīng)用中，快速的傳播延遲可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減少信號處理的時間。

小封裝設(shè)計(jì)

2mm x 2mm、8引腳帶外露焊盤的可側(cè)焊TDFN封裝，大大節(jié)省了電路板空間。在如今追求小型化的電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，小封裝的器件能夠讓電路板布局更加緊湊，為其他元件留出更多的空間。

高可靠性

通過AEC - Q100認(rèn)證，符合汽車安全完整性等級（ASIL）要求，適用于汽車等對可靠性要求極高的應(yīng)用場景。在汽車電子系統(tǒng)中，可靠性是至關(guān)重要的，經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證的MAX49017能夠?yàn)槠囅到y(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠保障。

電氣特性

電源相關(guān)特性

電源電壓范圍為1.7V至5.5V，在無輸出或參考負(fù)載電流的情況下，電源電流典型值為1.35μA，最大值為2.55μA，上電時間約為5μs。這些特性保證了器件在不同電源條件下的穩(wěn)定運(yùn)行，并且能夠快速啟動。

比較器特性

輸入共模電壓范圍在不同溫度下有所不同，在+25°C時為 - 0.2V至VDD + 0.2V，在 - 40°C至+125°C時為0V至VDD。輸入失調(diào)電壓、失調(diào)漂移、滯后、偏置電流等參數(shù)也都有明確的規(guī)定，這些參數(shù)對于比較器的性能起著關(guān)鍵作用。例如，輸入失調(diào)電壓會影響比較器的比較精度，而輸入滯后可以防止比較器在輸入信號接近閾值時產(chǎn)生振蕩。

輸出特性

輸出電壓擺幅低時，在吸收2mA輸出電流的情況下，VOH - VGND小于0.4V；輸出電壓擺幅高時，在源出2mA輸出電流的情況下，VDD - VOUT小于0.4V。傳播延遲、上升時間和下降時間等參數(shù)也都表現(xiàn)出色，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。

內(nèi)部參考電壓特性

參考電壓在 - 40°C至+125°C范圍內(nèi)為1.21875V至1.28125V，在+25°C時為1.2375V至1.2625V。參考熱漂移、線路調(diào)節(jié)、負(fù)載調(diào)節(jié)等參數(shù)也都在合理范圍內(nèi)，保證了參考電壓的穩(wěn)定性。

應(yīng)用信息

內(nèi)部滯后

許多比較器在工作的線性區(qū)域會因?yàn)樵肼暬蚣纳答伓a(chǎn)生振蕩，MAX49017內(nèi)置2.5mV的滯后可以有效應(yīng)對這些問題。滯后在比較器中會產(chǎn)生兩個跳變點(diǎn)，分別對應(yīng)輸入信號電壓轉(zhuǎn)換的上閾值和下閾值，從而避免輸入信號在閾值附近時產(chǎn)生振蕩。

外部滯后添加

在一些需要超過內(nèi)部2.5mV滯后的應(yīng)用中，可以通過兩個外部電阻來添加額外的滯后。但需要注意的是，在低功耗系統(tǒng)中使用時，要盡量減少額外電路的功耗。

元件選擇

由于MAX49017適用于低電源系統(tǒng)，因此在選擇元件時應(yīng)盡可能使用高阻抗電路，以減少輸入偏置電流引起的失調(diào)誤差。例如，在設(shè)計(jì)外部滯后電路時，合理選擇電阻值可以降低誤差，提高系統(tǒng)的精度。

電路板布局和旁路

在電源阻抗高、電源引線長或電源線上有過多噪聲時，建議在器件的電源引腳附近使用100nF的旁路電容。同時，要盡量減少信號走線長度，以降低雜散電容。推薦使用接地平面和表面貼裝元件，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

窗口檢測器

MAX49017非常適合用于窗口檢測器（欠壓/過壓檢測器）。通過改變電阻R1、R2和R3的值，可以選擇不同的閾值。例如，在檢測汽車電池電壓時，可以設(shè)置欠壓閾值為2.9V，過壓閾值為4.2V，OUTA提供低電平有效的欠壓指示，OUTB提供低電平有效的過壓指示。

設(shè)計(jì)流程

選擇R1

輸入到INB - 的偏置電流通常小于5nA，為了保證閾值的準(zhǔn)確性，通過R1的電流應(yīng)超過250nA。在示例中，選擇R1 = 0.25MΩ（1.252V/5A）。

計(jì)算R2 + R3

根據(jù)過壓閾值為4.2V的要求，使用相應(yīng)的設(shè)計(jì)方程計(jì)算R2 + R3的值。

計(jì)算R2

根據(jù)欠壓閾值為2.9V的要求，計(jì)算R2的值。

計(jì)算R3

根據(jù)前面計(jì)算的結(jié)果，計(jì)算R3的值。

選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻

選擇標(biāo)準(zhǔn)的1%電阻，如R1 = 249kΩ，R2 = 110kΩ，R3 = 475kΩ。

驗(yàn)證電阻值

使用相應(yīng)的方程驗(yàn)證所選電阻值是否滿足設(shè)計(jì)要求。

總結(jié)

MAX49017以其低功耗、高性能、小封裝等優(yōu)點(diǎn)，成為汽車電子等領(lǐng)域中比較器的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇元件，優(yōu)化電路板布局，以充分發(fā)揮MAX49017的性能。同時，在設(shè)計(jì)過程中要注意一些細(xì)節(jié)，如內(nèi)部滯后和外部滯后的應(yīng)用、電源旁路電容的使用等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用比較器的過程中遇到過哪些問題呢？你認(rèn)為MAX49017在你的設(shè)計(jì)中會有怎樣的表現(xiàn)？歡迎在評論區(qū)分享你的看法。