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

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是一種常用的基礎(chǔ)器件。今天我們要詳細(xì)探討的是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，它在眾多應(yīng)用場景中都能發(fā)揮出色的性能。

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一、產(chǎn)品概述

MAX987/MAX988/MAX991/MAX992/MAX995/MAX996是單/雙/四通道微功耗比較器，具有低壓工作和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至±2.75V的雙電源下工作。每個(gè)比較器僅消耗48μA電流，同時(shí)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)部遲滯確保即使輸入信號(hào)緩慢變化，輸出也能干凈切換。

軌到軌輸入輸出的特性使得比較器能夠在更寬的電壓范圍內(nèi)工作，提高了其適用性和實(shí)用性。在一些對電源電壓要求較為靈活的應(yīng)用場景中，這種特性就顯得尤為重要。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過因?yàn)檩斎胼敵鲭妷悍秶拗贫鴮?dǎo)致的設(shè)計(jì)難題呢？

二、產(chǎn)品選型

如果需要輸出能夠直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，推挽輸出（Push - Pull）的型號(hào)如MAX987、MAX991、MAX995是不錯(cuò)的選擇；而如果用于電平轉(zhuǎn)換等應(yīng)用，開漏輸出（Open - Drain）的MAX988、MAX992、MAX996會(huì)更合適。大家在選型時(shí)，要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來決定。

三、產(chǎn)品特性

3.1 高速與低功耗

該系列比較器具有120ns的傳播延遲，能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，適用于高速應(yīng)用場景。同時(shí)，每個(gè)比較器僅消耗48μA的靜態(tài)電源電流，在低功耗設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)出色。在一些對功耗敏感的電池供電設(shè)備中，這種低功耗特性可以有效延長電池的使用壽命。大家在設(shè)計(jì)電池供電設(shè)備時(shí)，對于比較器的功耗指標(biāo)會(huì)有多高的關(guān)注呢？

3.2 寬電壓范圍

工作電壓范圍從+2.5V到+5.5V，支持單電源和雙電源供電，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。無論是3V還是5V的系統(tǒng)，都能輕松適配。

3.3 軌到軌輸入輸出

輸入共模電壓范圍可以超出電源軌250mV，輸出能夠?qū)崿F(xiàn)軌到軌擺動(dòng)，允許在整個(gè)電源電壓范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)處理。

3.4 獨(dú)特輸出級(jí)設(shè)計(jì)

輸出級(jí)的獨(dú)特設(shè)計(jì)減少了開關(guān)時(shí)的電源電流浪涌，降低了整體功耗，幾乎消除了許多其他比較器常見的電源干擾。這對于一些對電源穩(wěn)定性要求較高的應(yīng)用來說非常重要。

3.5 無相位反轉(zhuǎn)

對于過驅(qū)動(dòng)輸入不會(huì)發(fā)生相位反轉(zhuǎn)，保證了信號(hào)處理的準(zhǔn)確性。

四、絕對最大額定值與電氣特性

4.1 絕對最大額定值

在使用該系列比較器時(shí)，需要注意其絕對最大額定值，如電源電壓（VCC至VEE）最大為6V，輸入引腳電流最大為±20mA等。超過這些額定值可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，是否會(huì)嚴(yán)格按照絕對最大額定值來進(jìn)行電路設(shè)計(jì)呢？

4.2 電氣特性

文檔中詳細(xì)給出了在不同工作條件下的電氣參數(shù)，如電源電流、電源抑制比、輸入失調(diào)電壓等。這些參數(shù)是我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評估的重要依據(jù)。例如，輸入失調(diào)電壓典型值為±0.5mV，這在一些對精度要求較高的應(yīng)用中需要重點(diǎn)考慮。

五、典型應(yīng)用

5.1 零交叉檢測器

以MAX987為例，將其反相輸入端接地，同相輸入端連接到100mVp - p的信號(hào)源。當(dāng)同相輸入端的信號(hào)過零時(shí)，比較器輸出狀態(tài)發(fā)生變化，可用于檢測信號(hào)的過零點(diǎn)。

5.2 邏輯電平轉(zhuǎn)換器

使用MAX988可以實(shí)現(xiàn)5V邏輯電平和3V邏輯電平之間的轉(zhuǎn)換。將MAX988由+5V電源供電，其開漏輸出的上拉電阻連接到+3V電源。這樣可以在不產(chǎn)生過壓的情況下實(shí)現(xiàn)邏輯電平的轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行不同邏輯電平轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)時(shí)，大家還會(huì)考慮哪些其他的方法呢？

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

6.1 額外遲滯計(jì)算

MAX987/MAX991/MAX995和MAX988/MAX992/MAX996都有±2.5mV的內(nèi)部遲滯，若需要額外的遲滯，可以通過正反饋和電阻網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，但計(jì)算電阻值的公式有所不同，需要根據(jù)具體型號(hào)進(jìn)行計(jì)算。

6.2 電路布局與旁路

為了充分發(fā)揮比較器的高速性能，在電路設(shè)計(jì)時(shí)需要采取一些預(yù)防措施。例如，使用具有完整低電感接地平面的PCB，在VCC引腳附近放置去耦電容，縮短輸入輸出引腳的引線長度，直接將器件焊接到PCB上而不使用插座等。大家在電路布局方面，有哪些自己的經(jīng)驗(yàn)和技巧呢？

MAX987/MAX988/MAX991/MAX992/MAX995/MAX996系列比較器以其高速、低功耗、寬電壓范圍和軌到軌輸入輸出等特性，在眾多應(yīng)用領(lǐng)域都有出色的表現(xiàn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行選型，并注意相關(guān)的設(shè)計(jì)事項(xiàng)，以確保電路的性能和穩(wěn)定性。希望本文對大家在使用該系列比較器時(shí)有所幫助。