MAX965 - MAX970：超低電壓微功耗比較器的設計與應用

在電子設計領域，對于低功耗、小體積且性能穩(wěn)定的比較器需求日益增長。Maxim Integrated推出的MAX965 - MAX970系列單/雙/四通道微功耗、超低電壓、軌到軌輸入輸出比較器，為眾多應用場景提供了理想的解決方案。本文將深入探討該系列比較器的特性、參數(shù)、應用及設計要點。

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一、產品概述

MAX965 - MAX970系列比較器具有軌到軌輸入輸出特性，可在低至+1.6V的單電源下穩(wěn)定工作，每個比較器的功耗小于5μA。其開漏輸出可上拉至高于VCC 6V（最大），軌到軌輸入共模電壓范圍使其非常適合超低電壓應用。該系列比較器的工作電壓范圍為+1.6V至+5.5V，適用于兩電池供電的應用場景。

二、產品特性

2.1 超低電壓工作

能夠在低至+1.6V的單電源下工作，這使得它在電池供電的設備中具有很大的優(yōu)勢，可有效延長電池續(xù)航時間。

2.2 軌到軌輸入輸出

軌到軌的輸入輸出特性，使得比較器能夠處理接近電源電壓范圍的信號，提高了信號處理的靈活性和準確性。

2.3 低功耗

每個比較器的靜態(tài)電流低至3μA，大大降低了系統(tǒng)的功耗，適合對功耗要求較高的應用。

2.4 可編程遲滯

部分型號（如MAX965/MAX967/MAX968/MAX969）提供可編程遲滯功能，可通過外部電阻進行設置，有效抑制噪聲和寄生反饋，提高比較器的穩(wěn)定性。

2.5 內部參考電壓

部分型號具有內部1.235V ±1.5%的精密參考電壓，可用于設置比較器的閾值，減少外部元件的使用。

2.6 快速響應

傳播延遲低至10μs（50mV過驅動），能夠快速響應輸入信號的變化，滿足高速應用的需求。

2.7 小封裝

提供8引腳μMAX和16引腳QSOP等節(jié)省空間的封裝形式，適合對電路板空間要求較高的應用。

三、應用領域

3.1 兩電池供電/便攜式系統(tǒng)

由于其超低電壓工作和低功耗特性，非常適合用于兩電池供電的便攜式設備，如智能手機、平板電腦、可穿戴設備等。

3.2 窗口比較器

可用于檢測輸入信號是否在指定的電壓范圍內，實現(xiàn)窗口比較功能，廣泛應用于工業(yè)控制、儀器儀表等領域。

3.3 閾值檢測器/鑒別器

通過設置合適的閾值，可用于檢測輸入信號是否超過或低于某個特定電壓，實現(xiàn)信號的鑒別和檢測。

3.4 移動通信

在移動通信設備中，可用于信號的檢測、比較和轉換，提高通信系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

3.5 電壓電平轉換

利用其軌到軌輸入輸出特性，可實現(xiàn)不同電壓電平之間的轉換，方便與其他電路進行接口。

3.6 接地/電源感應應用

可用于檢測電源電壓或接地電壓的變化，實現(xiàn)電源監(jiān)控和保護功能。

四、選型指南

根據(jù)不同的應用需求，可以選擇合適的型號。例如，如果需要單通道比較器且具有可編程遲滯和內部參考電壓，可選擇MAX965；如果需要四通道比較器但不需要內部參考電壓和可編程遲滯，可選擇MAX970。

五、電氣特性

5.1 電源電壓范圍

不同封裝的比較器在不同溫度范圍內的電源電壓范圍有所不同，一般為+1.6V至+5.5V。

5.2 比較器參數(shù)

包括電源抑制比、共模電壓范圍、輸入失調電壓、輸入偏置電流、輸入失調電流等，這些參數(shù)決定了比較器的性能和精度。

5.3 參考電壓

內部1.235V的參考電壓在不同溫度范圍內具有一定的精度，可用于設置比較器的閾值。

5.4 傳播延遲

傳播延遲與輸入過驅動、負載電容等因素有關，一般在10 - 20μs之間。

六、典型應用電路

6.1 紅外接收器

利用MAX965作為紅外接收器，紅外光電二極管根據(jù)紅外光的強度產生電流，該電流在電阻上產生電壓，當電壓超過參考電壓時，比較器輸出狀態(tài)發(fā)生變化。

6.2 兩電池到TTL邏輯電平轉換器

通過MAX965將兩電池的電壓信號轉換為TTL兼容的信號，實現(xiàn)不同電壓電平之間的轉換。

七、設計要點

7.1 遲滯設置

對于具有可編程遲滯功能的型號，可通過外部電阻設置遲滯范圍，以抑制噪聲和寄生反饋。計算公式如下： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I{REF }] 其中，(V{HB})為遲滯帶寬，(I_{REF})為參考源電流。

7.2 噪聲考慮

比較器和參考電壓都存在一定的噪聲，在設計時應盡量避免輸出到參考引腳的電容耦合，以減少串擾對參考電壓噪聲的影響。

7.3 電路布局和旁路

在電源阻抗較高或電源引線較長時，應使用100nF的旁路電容。同時，應盡量減小信號引線的長度，以減少輸入輸出之間的雜散電容，提高電路的穩(wěn)定性。

八、總結

MAX965 - MAX970系列比較器以其超低電壓工作、低功耗、軌到軌輸入輸出等特性，為電子工程師提供了一種高性能、高可靠性的解決方案。在實際設計中，應根據(jù)具體的應用需求選擇合適的型號，并注意遲滯設置、噪聲考慮和電路布局等設計要點，以充分發(fā)揮該系列比較器的優(yōu)勢。你在使用該系列比較器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。