MAX9107/MAX9108/MAX9109：高速低功耗比較器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是一種常見(jiàn)且關(guān)鍵的器件，廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)中。今天要給大家介紹的是MAX9107/MAX9108/MAX9109這三款高性能的比較器，它們?cè)谒俣取⒐暮统杀镜确矫娑加兄錾谋憩F(xiàn)。

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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(zhuān)為采用單 +5V 電源供電的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。每款比較器僅消耗 1.75mW 的功率，就能實(shí)現(xiàn) 25ns 的傳播延遲（輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)為 10mV 時(shí)）。其輸入共模范圍很寬，從低于地電位 200mV 到正電源軌 1.5V 以?xún)?nèi)。輸出為 TTL 兼容，無(wú)需外部上拉電路。此外，它們還集成了內(nèi)部遲滯功能，即使在輸入信號(hào)緩慢變化的情況下，也能確保輸出干凈切換。與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比較器 MAX907/MAX908/MAX909 相比，MAX9107/MAX9108/MAX9109 速度更快、功耗更低、成本也更低。其中，MAX9109 具有輸出鎖存功能，但沒(méi)有互補(bǔ)輸出。

產(chǎn)品特性

高速低功耗

• 傳播延遲：僅 25ns 的傳播延遲，能滿(mǎn)足許多高速應(yīng)用的需求。
• 低功耗：每個(gè)比較器的電源電流為 350μA（1.75mW），非常適合電池供電系統(tǒng)。

寬輸入范圍

輸入范圍包含地電位，輸入共模范圍為 -0.2V 至 (V_{CC}-1.5V)，能適應(yīng)多種不同的輸入信號(hào)。

高精度

• 低失調(diào)電壓：輸入失調(diào)電壓典型值為 0.5mV，最大值為 1.6mV（(T_{A}= +25°C) 時(shí)），在不同溫度下也能保持較好的精度。
• 內(nèi)部遲滯：2mV 的內(nèi)部遲滯可提供干凈的切換，有效避免振蕩。

兼容性與鎖存功能

• TTL 兼容輸出：方便與其他 TTL 邏輯電路連接。
• 內(nèi)部鎖存（僅 MAX9109）：可用于存儲(chǔ)比較結(jié)果，增加了電路的靈活性。

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），能滿(mǎn)足不同的空間需求。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 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(wú)線(xiàn)傳感器等。
• A/D 轉(zhuǎn)換器：可用于 A/D 轉(zhuǎn)換中的閾值檢測(cè)和信號(hào)比較。
• 線(xiàn)路接收器：能對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行快速比較和處理。
• 閾值檢測(cè)器/鑒別器：準(zhǔn)確檢測(cè)輸入信號(hào)是否超過(guò)設(shè)定閾值。
• 采樣電路：在采樣過(guò)程中進(jìn)行信號(hào)比較。
• 過(guò)零檢測(cè)器：檢測(cè)輸入信號(hào)的過(guò)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 (T{A}= +25°C) 時(shí)，典型值為 0.5mV，最大值為 1.6mV；在 (T{A}=T{MIN}) 至 (T{MAX}) 時(shí)，最大值為 4.0mV。
• 輸入遲滯：2mV 的輸入遲滯確保了穩(wěn)定的切換。
• 輸入偏置電流：典型值為 125nA，最大值為 350nA。
• 輸入失調(diào)電流：典型值為 25nA，最大值為 80nA。

輸出特性

• 輸出高電壓：當(dāng) (I_{SOURCE}= 100μA) 時(shí)，典型值為 3.5V，最小值為 3.0V。
• 輸出低電壓：當(dāng) (I{SINK}= 3.2mA) 時(shí)，最大值為 0.6V；當(dāng) (I{SINK}= 8mA) 時(shí)，最大值為 0.4V。

其他特性

• 共模抑制比（CMRR）：在 (V_{CC}= 5.5V) 時(shí)，最小值為 50μV/V，最大值為 1000μV/V。
• 電源抑制比（PSRR）：在 4.5V ≤ (V_{CC}) ≤ 5.5V 范圍內(nèi)，最小值為 50μV/V，最大值為 1000μV/V。

詳細(xì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

時(shí)序與遲滯

大多數(shù)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在線(xiàn)性區(qū)域振蕩。MAX9107/MAX9108/MAX9109 通過(guò)集成 2mV 的內(nèi)部遲滯解決了這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)兩個(gè)輸入電壓相等時(shí)，遲滯會(huì)使一個(gè)輸入電壓迅速超過(guò)另一個(gè)，從而避免振蕩。而標(biāo)準(zhǔn)比較器通常需要通過(guò)外部電阻添加遲滯，MAX 系列則無(wú)需如此，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

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。必須使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 (V_{CC}) 放置，并注意其帶寬和引腳長(zhǎng)度。同時(shí)，輸入和輸出引腳的長(zhǎng)度也要盡量短，以避免寄生反饋。此外，建議直接將器件焊接到 PCB 上，而不是使用插座。

輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)

MAX9107/MAX9108/MAX9109 的輸入可以超過(guò)絕對(duì)最大額定值，但流入器件的電流需限制在 25mA 以?xún)?nèi)。不過(guò)，輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)可能導(dǎo)致輸出反轉(zhuǎn)，可通過(guò)添加外部二極管將輸入電壓限制在低于地電位 200mV 至 300mV 來(lái)防止這種情況。

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小，MAX4400 和 MAX9109 分別典型消耗 410μA 和 350μA。這充分展示了 MAX9109 在低功耗應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。

總結(jié)

MAX9107/MAX9108/MAX9109 比較器憑借其高速、低功耗、寬輸入范圍和高精度等特性，成為眾多應(yīng)用場(chǎng)景的理想選擇。無(wú)論是電池供電系統(tǒng)、A/D 轉(zhuǎn)換還是其他需要高速比較的場(chǎng)合，它們都能提供可靠的性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)和封裝，并注意電路布局和輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)等問(wèn)題，以充分發(fā)揮這些比較器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似比較器的其他問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。