探索 MAX961–MAX964/MAX997/MAX999：高速比較器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速比較器是至關(guān)重要的組件，它們廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)中，如閾值檢測(cè)、GPS 接收等。今天，我們將深入探討 Maxim Integrated 推出的 MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 系列高速比較器，了解它們的特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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一、器件概述

MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 是一系列低功耗、超高速的比較器，具備內(nèi)部遲滯功能。這些器件專為單 +3V 或 +5V 電源操作而優(yōu)化，輸入共模范圍可超出電源軌 100mV，輸出能夠在接近 GND 和 VCC 的 0.52V 范圍內(nèi)吸收或提供 4mA 電流。其傳播延遲僅為 4.5ns（5mV 過(guò)驅(qū)動(dòng)），每個(gè)比較器的電源電流為 5mA。

部分型號(hào)如 MAX961/MAX963/MAX964 和 MAX997 具備關(guān)斷模式，在該模式下每個(gè)比較器僅消耗 270μA 電源電流。MAX961/MAX963 提供互補(bǔ)輸出和鎖存使能功能，允許用戶保持有效的比較器輸出。MAX999 采用小巧的 5 引腳 SOT23 封裝，而單通道的 MAX961/MAX997 和雙通道的 MAX962 則采用節(jié)省空間的 8 引腳 μMAX 封裝。

二、關(guān)鍵特性

（一）高速性能

超快速的 4.5ns 傳播延遲，能夠滿足高速采樣電路等對(duì)速度要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，這種高速性能可以大大提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減少信號(hào)處理的延遲。

（二）電源兼容性

非常適合 +3V 和 +5V 單電源應(yīng)用，這使得它們?cè)诙喾N電源環(huán)境下都能穩(wěn)定工作，無(wú)需復(fù)雜的電源轉(zhuǎn)換電路。對(duì)于便攜式設(shè)備等對(duì)電源要求嚴(yán)格的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常重要的特性。

（三）寬輸入電壓范圍

Beyond-the-Rails 輸入電壓范圍，輸入共模電壓范圍可超出電源軌 100mV，這為設(shè)計(jì)帶來(lái)了更大的靈活性，能夠適應(yīng)更廣泛的輸入信號(hào)。

（四）低功耗

低至 5mA 的電源電流（MAX997/MAX999），在保證高速性能的同時(shí)，有效地降低了功耗，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

（五）內(nèi)部遲滯

3.5mV 的內(nèi)部遲滯確保了干凈的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，避免了因噪聲等因素導(dǎo)致的誤觸發(fā)。與傳統(tǒng)需要外部電阻添加遲滯的比較器相比，固定的內(nèi)部遲滯消除了這些外部電阻，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

（六）輸出鎖存功能

MAX961/MAX963 具備輸出鎖存功能，允許存儲(chǔ)比較結(jié)果。在需要保存比較結(jié)果的應(yīng)用中，這一功能可以方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。

（七）兼容 TTL/CMOS

TTL/CMOS 兼容輸出，能夠方便地與其他數(shù)字電路接口，提高了系統(tǒng)的集成度。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

（一）單 3V/5V 系統(tǒng)

由于其對(duì) +3V 和 +5V 單電源的優(yōu)化，非常適合單電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如一些小型的嵌入式系統(tǒng)。

（二）便攜式/電池供電系統(tǒng)

低功耗特性使得它們成為便攜式設(shè)備和電池供電系統(tǒng)的理想選擇，如智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備中的信號(hào)檢測(cè)電路。

（三）閾值檢測(cè)/鑒別器

可用于精確檢測(cè)輸入信號(hào)是否超過(guò)或低于某個(gè)閾值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、傳感器信號(hào)處理等領(lǐng)域。

（四）GPS 接收器

在 GPS 接收器中，高速比較器可以用于信號(hào)的快速檢測(cè)和處理，提高定位的精度和速度。

（五）線路接收器

用于接收和處理各種線路信號(hào)，確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸和處理。

（六）過(guò)零檢測(cè)器

檢測(cè)交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，在電力電子、通信等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

（七）高速采樣電路

超高速的傳播延遲使其能夠滿足高速采樣的需求，在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

四、選型指南

五、電氣特性

（一）電源電壓

電源電壓范圍為 2.7V 至 5.5V，能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。

（二）輸入共模電壓范圍

輸入共模電壓范圍為 -0.1V 至 VCC + 0.1V，確保了在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)正常工作。

（三）輸入?yún)⒖加|發(fā)點(diǎn)

在不同的輸入條件下，輸入?yún)⒖加|發(fā)點(diǎn)有所不同，一般在 ±2.0mV 至 ±8.0mV 之間。

（四）輸入?yún)⒖歼t滯

固定的 3.5mV 輸入?yún)⒖歼t滯，保證了穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

（五）輸入失調(diào)電壓

輸入失調(diào)電壓在不同的封裝和溫度條件下有所差異，一般在 ±0.5mV 至 ±6.0mV 之間。

（六）輸出電壓

輸出高電壓為 VCC - 0.52V，輸出低電壓在不同條件下有所不同，確保了與其他電路的良好接口。

六、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）布局和旁路

由于該系列比較器具有高帶寬，因此需要進(jìn)行高速布局。建議使用具有良好、不間斷、低電感接地平面的 PCB，在 VCC 附近放置去耦電容，保持輸入和輸出引腳的引線長(zhǎng)度短，避免不必要的寄生反饋，將輸入與輸出分開(kāi)，降低輸入之間的阻抗，并直接將器件焊接到印刷電路板上。對(duì)于緩慢變化的輸入信號(hào)，要注意防止寄生反饋，可以在輸入之間放置一個(gè)小電容（1000pF 或更小）來(lái)消除過(guò)渡區(qū)域的振蕩。

（二）關(guān)斷模式

當(dāng) SHDN 引腳為高電平時(shí)，MAX961/MAX963/MAX964/MAX997 進(jìn)入關(guān)斷模式，此時(shí)每個(gè)比較器的電源電流降至 270μA，輸出變?yōu)楦咦杩?。在正常工作時(shí)，應(yīng)將 SHDN 引腳連接到 GND。退出關(guān)斷模式時(shí)，應(yīng)確保 LE 引腳為低電平，否則輸出狀態(tài)將不確定。

（三）鎖存功能

在使用 MAX961/MAX963 的鎖存功能時(shí)，必須滿足所有的時(shí)序約束條件。當(dāng) LE 引腳為低電平時(shí)，鎖存器透明，比較器正常工作；當(dāng) LE 引腳為高電平時(shí)，比較器的輸出狀態(tài)被存儲(chǔ)。

七、總結(jié)

MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 系列高速比較器憑借其高速性能、低功耗、寬輸入電壓范圍、內(nèi)部遲滯等特性，為電子工程師提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理選擇型號(hào)并遵循正確的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮這些比較器的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性的電子系統(tǒng)。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)這些比較器的一些特殊問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。