高速低功耗TTL比較器MAX9107/MAX9108/MAX9109 ：設(shè)計(jì)利器

在硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是一種常見(jiàn)且關(guān)鍵的器件，它能對(duì)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，我們就來(lái)深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器，看看它們有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。

文件下載：MAX9109.pdf

產(chǎn)品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109是一系列高速、低功耗的電壓比較器，適用于由單+5V電源供電的系統(tǒng)。它們具有25ns的傳播延遲（輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)為10mV時(shí)），每個(gè)比較器的功耗僅為1.75mW，輸入共模范圍寬，從地以下200mV到正電源軌1.5V以?xún)?nèi)。這些比較器的輸出與TTL兼容，無(wú)需外部上拉電路，并且內(nèi)置遲滯功能，即使在輸入信號(hào)緩慢變化時(shí)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具有更高的速度、更低的功耗和更低的成本。其中，MAX9109還具有輸出鎖存功能，但沒(méi)有互補(bǔ)輸出。

產(chǎn)品特性

高速低功耗：

25ns的傳播延遲能滿(mǎn)足高速信號(hào)比較的需求，同時(shí)每個(gè)比較器僅1.75mW的功耗，在對(duì)功耗要求較高的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。比如在一些小型化、電池供電的設(shè)備里，低功耗特性可以有效延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。

寬輸入范圍：

輸入范圍包含地電壓，并且可以承受一定的負(fù)電壓，這大大增加了其使用的靈活性。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們就不用擔(dān)心輸入信號(hào)的電壓范圍過(guò)小而無(wú)法使用該比較器。

低失調(diào)電壓：

最大失調(diào)電壓僅為4.0mV，能保證比較器的比較精度，減少誤差。在對(duì)精度要求較高的A/D轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用中，這一特性就顯得尤為重要。

內(nèi)置遲滯：

2mV的內(nèi)部遲滯可提供干凈的開(kāi)關(guān)，避免了因輸入信號(hào)的微小波動(dòng)而導(dǎo)致輸出的頻繁跳變。大家在設(shè)計(jì)時(shí)有沒(méi)有遇到過(guò)因?yàn)檩斎胄盘?hào)的抖動(dòng)而讓輸出不穩(wěn)定的情況呢？有了這個(gè)內(nèi)置遲滯功能，這種問(wèn)題就能得到很好的解決。

TTL兼容輸出：

輸出與TTL電平兼容，方便與其他TTL邏輯電路連接，無(wú)需額外的電平轉(zhuǎn)換電路。

輸出鎖存（僅MAX9109）：

MAX9109的輸出鎖存功能可以將比較結(jié)果鎖存起來(lái)，便于后續(xù)的處理和控制。

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），滿(mǎn)足不同的空間需求。對(duì)于一些對(duì)PCB空間要求苛刻的設(shè)計(jì)，這些小封裝的比較器就非常合適。

應(yīng)用領(lǐng)域

該系列比較器的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

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)換器的輸入信號(hào)比較，提高轉(zhuǎn)換精度。

線(xiàn)路接收器：

在通信線(xiàn)路中，用于接收和比較信號(hào)。

閾值檢測(cè)器/鑒別器：

用于檢測(cè)輸入信號(hào)是否超過(guò)設(shè)定的閾值。

采樣電路：

在采樣電路中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比較和采樣。

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

電源電壓范圍：

工作電壓范圍為4.5V至5.5V，保證了在不同電源條件下的穩(wěn)定工作。

輸入失調(diào)電壓：

在+25°C時(shí)，典型值為0.5mV，最大值為1.6mV；在全溫度范圍內(nèi)，最大值為4.0mV。

輸入遲滯：

輸入遲滯為2mV，確保了輸出的穩(wěn)定切換。

輸入偏置電流和失調(diào)電流：

輸入偏置電流最大值為350nA，輸入失調(diào)電流最大值為80nA。

輸入電壓范圍：

輸入電壓范圍為-0.2V至VCC - 1.5V。

共模抑制比和電源抑制比：

共模抑制比和電源抑制比在一定條件下可達(dá)到50至1000μV/V，保證了對(duì)共模信號(hào)和電源波動(dòng)的抑制能力。

輸出電壓：

輸出高電壓典型值為3.5V，輸出低電壓在不同負(fù)載電流下有不同的值。

傳播延遲：

傳播延遲為25ns，確保了高速的信號(hào)處理能力。

詳細(xì)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電路布局：

由于該系列比較器具有較高的增益帶寬，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，需要采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VCC放置，并注意去耦電容的帶寬和引腳長(zhǎng)度。同時(shí)，輸入和輸出引腳的長(zhǎng)度也要盡量短，以避免不必要的寄生反饋。此外，建議直接將器件焊接到印刷電路板上，而不是使用插座。大家在實(shí)際布局時(shí)，有沒(méi)有什么好的經(jīng)驗(yàn)可以分享呢？

輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)：

輸入可以在一定條件下進(jìn)行過(guò)驅(qū)動(dòng)，但要注意限制流入器件的電流不超過(guò)25mA。如果輸入過(guò)驅(qū)動(dòng)，輸出可能會(huì)反轉(zhuǎn)，可通過(guò)添加外部二極管來(lái)防止這種情況發(fā)生。

電池供電紅外數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用：

在電池供電的紅外數(shù)據(jù)鏈路中，該系列比較器可以與其他器件配合使用，實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的接收。例如，在圖4所示的電路中，MAX4400將光電二極管電流轉(zhuǎn)換為電壓，MAX9109判斷放大器輸出是否足夠高以表示“1”，整個(gè)電路的電流消耗非常小。

總結(jié)

MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器以其高速、低功耗、寬輸入范圍、內(nèi)置遲滯等特性，成為了電子工程師在設(shè)計(jì)中的得力工具。無(wú)論是在電池供電系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換器還是其他應(yīng)用領(lǐng)域，都能發(fā)揮出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇封裝形式和注意電路布局等問(wèn)題，以充分發(fā)揮這些比較器的性能。大家在使用這些比較器的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用案例呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。