MAX987/MAX988/MAX991/MAX992/MAX995/MAX996高速微功耗低壓軌到軌I/O比較器解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是一種常用的基礎(chǔ)器件，它能對兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行比較并輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)。今天要給大家詳細(xì)介紹的是Maxim Integrated推出的MAX987/MAX988/MAX991/MAX992/MAX995/MAX996系列高速微功耗低壓軌到軌I/O比較器，它在很多應(yīng)用場景中都有著出色的表現(xiàn)。

文件下載：MAX991.pdf

一、概述

該系列比較器有單通道、雙通道和四通道之分，具有低電壓工作以及軌到軌輸入輸出的特點(diǎn)。其工作電壓范圍從+2.5V到+5.5V，適用于3V和5V系統(tǒng)，也能在±1.25V到±2.75V的雙電源下工作。每個(gè)比較器僅消耗48μA電流，卻能實(shí)現(xiàn)120ns的傳播延遲。輸入偏置電流典型值為1.0pA，輸入失調(diào)電壓典型值為0.5mV，內(nèi)部遲滯功能確保即使輸入信號(hào)變化緩慢，輸出也能干凈切換。

由于網(wǎng)絡(luò)問題，暫時(shí)未能獲取更多信息，不過我們可以先接著介紹該系列比較器的其他關(guān)鍵內(nèi)容。

二、產(chǎn)品選型

工程師們可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，如需要的比較器通道數(shù)量以及輸出級類型等，來選擇合適的型號(hào)。比如在需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的場景中，開漏輸出的MAX988、MAX992、MAX996可能更合適；而對于需要直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載的情況，推挽輸出的MAX987、MAX991、MAX995則是不錯(cuò)的選擇。大家在實(shí)際選型時(shí)，是否也會(huì)遇到一些糾結(jié)的情況呢？

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該系列比較器的應(yīng)用十分廣泛，常見的應(yīng)用場景有：

• 便攜式/電池供電系統(tǒng)：低功耗特性可以延長電池的使用時(shí)間，非常適合這類對功耗敏感的系統(tǒng)。
• 移動(dòng)通信：高速的響應(yīng)能力和軌到軌的輸入輸出特性，能夠滿足移動(dòng)通信設(shè)備中信號(hào)處理的要求。
• 過零檢測器：可以準(zhǔn)確檢測信號(hào)的過零時(shí)刻，在交流信號(hào)處理等方面有重要應(yīng)用。
• 窗口比較器：用于判斷輸入信號(hào)是否在設(shè)定的兩個(gè)閾值之間。
• 電平轉(zhuǎn)換器：開漏輸出的型號(hào)可以方便地實(shí)現(xiàn)不同電平之間的轉(zhuǎn)換。
• 閾值檢測器/鑒別器：對輸入信號(hào)進(jìn)行閾值判斷，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的鑒別和處理。
• 接地/電源感應(yīng)：檢測接地和電源的狀態(tài)，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 紅外接收器：在紅外信號(hào)接收和處理中發(fā)揮作用。
• 數(shù)字線路接收器：處理數(shù)字線路中的信號(hào)。

大家在實(shí)際項(xiàng)目中，還遇到過哪些該系列比較器的獨(dú)特應(yīng)用呢？

四、電氣特性

1. 電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍：單電源為+2.5V到+5.5V，也支持雙電源供電。
• 電源電流：每個(gè)比較器典型值為48μA，在不同溫度和電源電壓下會(huì)有所變化。
• 電源抑制比：在2.5V到5.5V的電源電壓范圍內(nèi)，典型值為55 - 80dB，能有效抑制電源波動(dòng)對比較器性能的影響。

2. 輸入特性

• 共模電壓范圍：擴(kuò)展到電源軌之外250mV，即從VEE - 0.25V到VCC + 0.25V。
• 輸入失調(diào)電壓：典型值為±0.5mV，在-40°C到+85°C的溫度范圍內(nèi)最大為±7mV。
• 輸入遲滯：±2.5mV，確保輸出切換的穩(wěn)定性。
• 輸入偏置電流：典型值為1.0pA，輸入失調(diào)電流典型值為0.5pA。
• 輸入電容：典型值為1.0pF。
• 共模抑制比：典型值為50 - 80dB，能有效抑制共模信號(hào)的干擾。

3. 輸出特性

• 輸出泄漏電流（僅MAX988/MAX992/MAX996）：輸出高電平時(shí)，典型值為1.0μA。
• 輸出短路電流：灌電流或拉電流時(shí)，在不同電源電壓下有不同的值，如VCC = 5V時(shí)為95mA，VCC = 2.7V時(shí)為35mA。
• 輸出電壓低：在不同電源電壓和負(fù)載條件下有相應(yīng)的數(shù)值。
• 輸出上升時(shí)間、下降時(shí)間和傳播延遲：與負(fù)載電容和輸入過驅(qū)動(dòng)電壓有關(guān)，例如在CL = 15pF、VCC = 5V、100mV過驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳播延遲為120ns。

這些電氣特性是我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)，大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒有遇到過因?yàn)殡姎馓匦圆黄ヅ涠鴮?dǎo)致的問題呢？

五、電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 額外遲滯設(shè)計(jì)

• MAX987/MAX991/MAX995：有±2.5mV的內(nèi)部遲滯，可通過三個(gè)電阻利用正反饋產(chǎn)生額外遲滯，但會(huì)減慢遲滯響應(yīng)時(shí)間。計(jì)算電阻值時(shí)，要先選擇合適的R3，再根據(jù)所需的遲滯帶寬計(jì)算R1，最后根據(jù)設(shè)定的觸發(fā)點(diǎn)計(jì)算R2。
• MAX988/MAX992/MAX996：同樣有±2.5mV的內(nèi)部遲滯，開漏輸出需要外接上拉電阻。計(jì)算電阻值的公式與MAX987/MAX991/MAX995略有不同。

2. 電路布局和去耦

• 使用具有完整、低電感接地層的PCB，以減少電磁干擾。
• 在VCC引腳附近放置去耦電容（如0.1μF陶瓷電容），穩(wěn)定電源電壓。
• 輸入和輸出引腳的引線長度要盡量短，避免產(chǎn)生不必要的寄生反饋。
• 直接將器件焊接到PCB上，而不是使用插座，以保證電氣連接的穩(wěn)定性。

六、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了過零檢測器和邏輯電平轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用電路示例。過零檢測器通過將MAX987的反相輸入接地，同相輸入連接信號(hào)源，當(dāng)信號(hào)過零時(shí)輸出狀態(tài)改變。邏輯電平轉(zhuǎn)換器利用MAX988的開漏輸出，通過連接不同的電源和上拉電阻，實(shí)現(xiàn)5V到3V或3V到5V的邏輯電平轉(zhuǎn)換。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，是否也經(jīng)常會(huì)用到這些典型的應(yīng)用電路呢？

總之，MAX987/MAX988/MAX991/MAX992/MAX995/MAX996系列比較器以其高速、微功耗、低電壓和軌到軌I/O等特性，在眾多電子應(yīng)用領(lǐng)域有著出色的表現(xiàn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇型號(hào)，并注意電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以充分發(fā)揮該系列比較器的性能。大家在使用該系列比較器的過程中，有什么經(jīng)驗(yàn)或者問題，歡迎在評論區(qū)分享交流。