MAX9117 - MAX9120：低功耗比較器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，低功耗、高性能的比較器一直是工程師們追求的目標(biāo)。MAXIM公司的MAX9117 - MAX9120系列比較器，以其獨特的特性和廣泛的應(yīng)用場景，成為眾多工程師的首選。下面我們就來詳細(xì)了解一下這個系列的比較器。

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產(chǎn)品概述

MAX9117 - MAX9120是一系列采用節(jié)省空間的SC70封裝的納功率比較器，具備Beyond - the - Rails?輸入特性，并且能保證在低至 +1.6V 的電壓下正常工作。其中，MAX9117/MAX9118內(nèi)置了一個1.252V ±1.75%的參考電壓，每個比較器僅消耗600nA的超低電源電流；而MAX9119/MAX9120（無參考電壓）每個比較器僅需350nA的電源電流。這種超低功耗的特性，使得該系列比較器非常適合用于雙電池監(jiān)測/管理等應(yīng)用。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

該系列比較器的應(yīng)用場景十分豐富，常見的包括：

1. 雙電池監(jiān)測/管理：能夠精準(zhǔn)監(jiān)測電池狀態(tài)，有效管理電池的使用，延長電池使用壽命。
2. 超低功耗系統(tǒng)：其超低的電源電流特性，能顯著降低系統(tǒng)整體功耗，提升系統(tǒng)的續(xù)航能力。
3. 移動通信：在手機等移動設(shè)備中，可用于信號檢測和處理，保障通信的穩(wěn)定。
4. 筆記本和PDAs：為這些設(shè)備的電源管理和信號處理提供可靠支持。
5. 閾值檢測器/鑒別器：準(zhǔn)確檢測信號是否達(dá)到設(shè)定閾值，實現(xiàn)信號的鑒別和處理。
6. 零交叉檢測器：如在交流信號檢測中，當(dāng)信號過零時，比較器輸出狀態(tài)改變，實現(xiàn)零交叉檢測功能。
7. 邏輯電平轉(zhuǎn)換器：可以實現(xiàn)不同邏輯電平之間的轉(zhuǎn)換，例如將5V邏輯轉(zhuǎn)換為3V邏輯電平，方便不同電平系統(tǒng)之間的連接和通信。

產(chǎn)品特性亮點

封裝與功耗優(yōu)勢

采用節(jié)省空間的SC70封裝，尺寸僅為SOT23的一半，極大地節(jié)省了電路板空間。同時，每個比較器的電源電流極低，MAX9119/MAX9120僅為350nA，帶參考電壓的MAX9117/MAX9118也只需600nA，非常適合對功耗要求苛刻的應(yīng)用場景。

寬電壓工作范圍

能夠保證在低至 +1.6V 的電壓下正常工作，并且輸入電壓范圍可超出電源軌200mV，這使得它在不同電源電壓和輸入信號條件下都能穩(wěn)定運行。

輸出級設(shè)計獨特

輸出級采用獨特設(shè)計，在開關(guān)過程中能有效限制電源電流浪涌，幾乎消除了許多其他比較器常見的電源毛刺問題。同時，還能在動態(tài)條件下最大限度地降低整體功耗，延長電池使用壽命。

• 推挽輸出：MAX9117/MAX9119具有推挽輸出級，能夠吸收和提供電流，內(nèi)部大輸出驅(qū)動器可實現(xiàn)軌到軌輸出擺幅，負(fù)載能力高達(dá) ±5mA。
• 開漏輸出：MAX9118/MAX9120采用開漏輸出級，適用于混合電壓系統(tǒng)設(shè)計，可通過外部上拉電阻實現(xiàn)不同的輸出電平。

內(nèi)部遲滯設(shè)計

內(nèi)部遲滯確保了即使在輸入信號緩慢變化的情況下，也能實現(xiàn)清晰的輸出切換，有效避免了因噪聲或寄生反饋導(dǎo)致的輸出振蕩問題。

無相位反轉(zhuǎn)

對于過驅(qū)動輸入，不會出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，保證了輸出信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

電氣特性詳解

電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍：在不同溫度條件下，電源電壓范圍有所不同。在TA = +25°C時，可低至1.6V；在TA = TMIN至TMAX時，為1.8V 至 5.5V。
• 電源電流：不同型號和工作電壓下，電源電流也有所差異。例如，MAX9117/MAX9118在VCC = 1.6V、TA = +25°C時，電源電流典型值為0.60μA；MAX9119/MAX9120在VCC = 1.6V、TA = +25°C時，典型值為0.35μA。

輸入特性

• 輸入電壓范圍：輸入共模電壓范圍可從VEE - 0.2V 擴(kuò)展到VCC + 0.2V，保證了在超出電源軌的一定范圍內(nèi)也能正常工作。
• 輸入失調(diào)電壓：在TA = +25°C時，典型值為1mV，最大值為5mV。
• 輸入偏置電流：在TA = +25°C時，典型值為0.15nA，最大值為1nA。

輸出特性

• 輸出電壓擺幅：不同型號和負(fù)載條件下，輸出電壓擺幅有所不同。例如，MAX9117/MAX9119在VCC = 5V、ISOURCE = 5mA、TA = +25°C時，輸出電壓擺幅高的典型值為190mV。
• 傳播延遲：在不同電源電壓和負(fù)載條件下，傳播延遲也會發(fā)生變化。例如，在VCC = 1.6V時，高到低傳播延遲典型值為16μs。

參考電壓特性（僅MAX9117/MAX9118）

• 參考電壓：輸出電壓為 +1.252V，在 -40°C 至 +85°C 溫度范圍內(nèi)，典型溫度系數(shù)為100ppm/°C。
• 參考輸出電壓噪聲：在不同帶寬和電容條件下，噪聲水平有所不同。例如，在BW = 10Hz 至 100kHz、CREF = 1nF時，噪聲典型值為0.2mV RMS。

設(shè)計與應(yīng)用注意事項

額外遲滯設(shè)計

如果需要額外的遲滯，可以通過電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)正反饋來產(chǎn)生。不過，這種方法會降低遲滯響應(yīng)時間，在設(shè)計時需要權(quán)衡。對于MAX9117/MAX9119和MAX9118/MAX9120，計算電阻值的公式有所不同，具體計算步驟可參考文檔中的說明。

電路板布局和旁路

通常情況下，不需要電源旁路電容。但當(dāng)電源阻抗高、電源引線長或電源線上預(yù)計有過多噪聲時，應(yīng)在器件的電源引腳附近使用100nF的旁路電容。同時，要盡量減小信號走線長度，以減少雜散電容。建議使用接地層和表面貼裝元件。如果對REF引腳進(jìn)行去耦，應(yīng)使用低泄漏電容。

典型應(yīng)用電路示例

• 零交叉檢測器：將MAX9119的反相輸入接地，同相輸入連接到信號源。當(dāng)同相輸入信號過零時，比較器輸出狀態(tài)改變，實現(xiàn)零交叉檢測功能。
• 邏輯電平轉(zhuǎn)換器：以MAX9120為例，用 +5V 電源供電，其開漏輸出的上拉電阻連接到 +3V 電源。這樣可以將5V邏輯轉(zhuǎn)換為3V邏輯電平，且不會在3V邏輯輸入上產(chǎn)生過電壓。

MAX9117 - MAX9120系列比較器憑借其低功耗、寬電壓工作范圍、獨特的輸出級設(shè)計和豐富的應(yīng)用特性，為電子工程師在設(shè)計各種低功耗系統(tǒng)時提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求，充分發(fā)揮該系列比較器的優(yōu)勢，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設(shè)計。你在使用這類比較器的過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享。