MAX9117 - MAX9120：低功耗比較器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)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(dú)特的特性和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為眾多工程師的首選。下面我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這個(gè)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(gè)1.252V ±1.75%的參考電壓，每個(gè)比較器僅消耗600nA的超低電源電流；而MAX9119/MAX9120（無(wú)參考電壓）每個(gè)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(cè)/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(chǎng)景十分豐富，常見(jiàn)的包括：

1. 雙電池監(jiān)測(cè)/管理：能夠精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，有效管理電池的使用，延長(zhǎng)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(dòng)通信：在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中，可用于信號(hào)檢測(cè)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(hào)處理提供可靠支持。
5. 閾值檢測(cè)器/鑒別器：準(zhǔn)確檢測(cè)信號(hào)是否達(dá)到設(shè)定閾值，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的鑒別和處理。
6. 零交叉檢測(cè)器：如在交流信號(hào)檢測(cè)中，當(dāng)信號(hào)過(guò)零時(shí)，比較器輸出狀態(tài)改變，實(shí)現(xiàn)零交叉檢測(cè)功能。
7. 邏輯電平轉(zhuǎn)換器：可以實(shí)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(diǎn)

封裝與功耗優(yōu)勢(shì)

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(shí)，每個(gè)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(duì)功耗要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)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(hào)條件下都能穩(wěn)定運(yùn)行。

輸出級(jí)設(shè)計(jì)獨(dú)特

輸出級(jí)采用獨(dú)特設(shè)計(jì)，在開(kāi)關(guān)過(guò)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(jiàn)的電源毛刺問(wèn)題。同時(shí)，還能在動(dòng)態(tài)條件下最大限度地降低整體功耗，延長(zhǎng)電池使用壽命。

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

內(nèi)部遲滯設(shè)計(jì)

內(nèi)部遲滯確保了即使在輸入信號(hào)緩慢變化的情況下，也能實(shí)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(wèn)題。

無(wú)相位反轉(zhuǎn)

對(duì)于過(guò)驅(qū)動(dòng)輸入，不會(huì)出現(xiàn)相位反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，保證了輸出信號(hào)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(shí)，可低至1.6V；在TA = TMIN至TMAX時(shí)，為1.8V 至 5.5V。
• 電源電流：不同型號(hào)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(shí)，電源電流典型值為0.60μA；MAX9119/MAX9120在VCC = 1.6V、TA = +25°C時(shí)，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(shí)，典型值為1mV，最大值為5mV。
• 輸入偏置電流：在TA = +25°C時(shí)，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(hào)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(shí)，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(huì)發(fā)生變化。例如，在VCC = 1.6V時(shí)，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(shí)，噪聲典型值為0.2mV RMS。

設(shè)計(jì)與應(yīng)用注意事項(xiàng)

額外遲滯設(shè)計(jì)

如果需要額外的遲滯，可以通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)正反饋來(lái)產(chǎn)生。不過(guò)，這種方法會(huì)降低遲滯響應(yīng)時(shí)間，在設(shè)計(jì)時(shí)需要權(quán)衡。對(duì)于MAX9117/MAX9119和MAX9118/MAX9120，計(jì)算電阻值的公式有所不同，具體計(jì)算步驟可參考文檔中的說(shuō)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(zhǎng)或電源線上預(yù)計(jì)有過(guò)多噪聲時(shí)，應(yīng)在器件的電源引腳附近使用100nF的旁路電容。同時(shí)，要盡量減小信號(hào)走線長(zhǎng)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(duì)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(cè)器：將MAX9119的反相輸入接地，同相輸入連接到信號(hào)源。當(dāng)同相輸入信號(hào)過(guò)零時(shí)，比較器輸出狀態(tài)改變，實(shí)現(xiàn)零交叉檢測(cè)功能。
• 邏輯電平轉(zhuǎn)換器：以MAX9120為例，用 +5V 電源供電，其開(kāi)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(huì)在3V邏輯輸入上產(chǎn)生過(guò)電壓。

MAX9117 - MAX9120系列比較器憑借其低功耗、寬電壓工作范圍、獨(dú)特的輸出級(jí)設(shè)計(jì)和豐富的應(yīng)用特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)各種低功耗系統(tǒng)時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)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(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)。你在使用這類比較器的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。