MAX965 - MAX970 系列比較器：低電壓、微功耗的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于低電壓、微功耗且具備高性能的比較器需求日益增長。今天我們要深入探討的 Maxim Integrated 公司的 MAX965 - MAX970 系列比較器，正是滿足這些需求的典型代表產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

MAX965 - MAX970 是一系列單路/雙路/四路微功耗比較器，具有軌到軌輸入輸出特性，能夠在低至 +1.6V 的單電源電壓下穩(wěn)定工作。每路比較器的供電電流小于 5μA，輸出為開漏結(jié)構(gòu)，可上拉至高于 VCC 至比地高 6V（最大值）。其軌到軌輸入共模電壓范圍，使其能夠適應(yīng)超低電壓的應(yīng)用場(chǎng)景。

該系列比較器的單電源工作電壓范圍為 +1.6V 至 +5.5V，非常適合兩電池供電的應(yīng)用。部分型號(hào)如 MAX965/MAX967/MAX968/MAX969 提供可編程遲滯功能，并內(nèi)置 1.235V ±1.5% 的參考電壓。所有器件均提供節(jié)省空間的 8 引腳 μMAX 或 16 引腳 QSOP 封裝。

二、關(guān)鍵特性

2.1 超低電壓工作能力

能夠在低至 +1.6V 的單電源下工作，這使得它在一些對(duì)電源電壓要求苛刻的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。不過，當(dāng)電源電壓低于 1.6V 時(shí)，性能會(huì)有所下降，供電電流也會(huì)減小。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來評(píng)估電源電壓對(duì)性能的影響。大家在使用時(shí)有沒有遇到過因?yàn)殡妷哼^低而導(dǎo)致的性能問題呢？

2.2 軌到軌共模輸入電壓范圍

這一特性使得比較器能夠處理接近電源軌的輸入信號(hào)，為設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性。在多電壓系統(tǒng)中，能夠方便地進(jìn)行電壓電平轉(zhuǎn)換。

2.3 低靜態(tài)電流

每路比較器的靜態(tài)電流僅為 3μA，大大降低了系統(tǒng)的功耗，延長了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

2.4 開漏輸出

開漏輸出可以方便地與其他電路進(jìn)行接口，并且可以通過外部上拉電阻實(shí)現(xiàn)不同的輸出電平。同時(shí)，輸出能夠擺動(dòng)到高于 VCC 的電壓，增加了應(yīng)用的靈活性。

2.5 高精度內(nèi)部參考電壓

部分型號(hào)內(nèi)置 1.235V ±1.5% 的高精度參考電壓，為比較器的精確比較提供了可靠的基準(zhǔn)。在需要高精度比較的應(yīng)用中，這個(gè)特性顯得尤為重要。

2.6 快速傳播延遲

在 50mV 過驅(qū)動(dòng)的情況下，傳播延遲僅為 10μs，能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，滿足高速應(yīng)用的需求。

2.7 節(jié)省空間的封裝

提供 8 引腳 μMAX 和 16 引腳 QSOP 封裝，適合對(duì)空間要求較高的應(yīng)用。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

該系列比較器的應(yīng)用非常廣泛，主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 兩電池供電/便攜式系統(tǒng)

由于其低功耗和低電壓工作特性，非常適合用于兩電池供電的便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等，能夠有效延長設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

3.2 窗口比較器

可以用于檢測(cè)輸入信號(hào)是否在特定的電壓范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的精確監(jiān)測(cè)。

3.3 閾值檢測(cè)器/鑒別器

用于檢測(cè)輸入信號(hào)是否超過或低于某個(gè)閾值，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的鑒別和處理。

3.4 移動(dòng)通信

在移動(dòng)通信設(shè)備中，可用于信號(hào)的比較和處理，確保信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

3.5 電壓電平轉(zhuǎn)換

利用其軌到軌輸入輸出特性，能夠方便地實(shí)現(xiàn)不同電壓電平之間的轉(zhuǎn)換，滿足多電壓系統(tǒng)的需求。

3.6 接地/電源感應(yīng)應(yīng)用

用于檢測(cè)電源電壓或接地狀態(tài)，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

四、選型指南

在選型時(shí)，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來選擇合適的型號(hào)。如果需要內(nèi)部參考電壓和可編程遲滯功能，可以選擇 MAX965、MAX967、MAX968 或 MAX969；如果對(duì)參考電壓和遲滯功能沒有要求，可以選擇 MAX966 或 MAX970。大家在選型時(shí)，會(huì)優(yōu)先考慮哪些因素呢？

五、電氣特性

5.1 電源相關(guān)特性

• 供電電壓范圍：不同封裝和溫度范圍下，供電電壓范圍有所不同。一般來說，在 0°C 至 +85°C 溫度范圍內(nèi)，所有封裝的供電電壓范圍為 1.6V 至 5.5V；在 -40°C 至 +85°C 溫度范圍內(nèi)，SO/QSOP 封裝為 1.7V 至 5.5V，μMAX 封裝為 1.8V 至 5.5V。
• 比較器最低工作電壓：最低為 1.0V，但在低于 1.6V 時(shí)，性能會(huì)下降。
• 供電電流：不同型號(hào)的供電電流有所差異，例如 MAX965 為 7.0 - 12μA，MAX966 為 6.0 - 10μA 等。
• 上電時(shí)間：VCC 從 0V 階躍到 5V 時(shí)，輸出有效時(shí)間為 20μs。

5.2 比較器相關(guān)特性

• 電源抑制比（PSRR）：在 1.7V ≤ VCC ≤ 5.5V 范圍內(nèi)，為 0.1 - 1.0mV/V。
• 共模電壓范圍：在不同溫度下有所不同，TA = +25°C 時(shí)為 -0.25V 至 VCC；TA = -40°C 至 +85°C 時(shí)為 -0.25V 至 VCC - 0.25V。
• 輸入失調(diào)電壓：不同封裝和溫度范圍下，輸入失調(diào)電壓有所差異，例如 SO 封裝在某些情況下為 3.0mV，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 時(shí)全共模范圍為 15.0mV。
• 輸入遲滯：當(dāng) HYST = REF 時(shí)，為 ±1mV。
• 輸入偏置電流：在共模范圍為 -0.25V 至 (VCC - 0.25V) 時(shí)，為 0.001 - ±5nA；全共模范圍且 TA = +25°C 時(shí)，為 0.001 - ±50pA。
• 輸入失調(diào)電流：為 0.2nA。
• 輸入電容：為 7.0pF。

5.3 參考電壓相關(guān)特性

不同封裝和溫度范圍下，參考電壓有所差異。例如 SO 封裝參考電壓為 1.125 - 1.255V，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 時(shí)為 1.185 - 1.285V。參考電壓源電流為 15 - 50μA，吸收電流為 200 - 400nA。

六、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多個(gè)典型應(yīng)用電路，下面為大家簡(jiǎn)要介紹幾個(gè)：

6.1 紅外接收器

使用 MAX965 作為紅外接收器，紅外光電二極管根據(jù)紅外光的強(qiáng)度產(chǎn)生電流，該電流在 R1 上產(chǎn)生電壓。當(dāng)該電壓超過施加到反相輸入端的參考電壓時(shí)，輸出發(fā)生變化?？蛇x的 R3 提供額外的遲滯，以增強(qiáng)抗噪聲能力。

6.2 兩電池到 TTL 邏輯電平轉(zhuǎn)換器

利用 MAX965 將兩電池電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為 TTL 兼容信號(hào)。比較器的電源電壓來自兩電池供電，輸出通過上拉電阻連接到 5V 電源。

七、遲滯功能

許多比較器在工作的線性區(qū)域由于噪聲或寄生反饋而產(chǎn)生振蕩，MAX965 - MAX970 系列比較器通過內(nèi)部遲滯來克服這些問題。部分型號(hào)還可以通過外部電阻對(duì)遲滯進(jìn)行編程。

7.1 MAX965/MAX967/MAX968/MAX969 的遲滯編程

通過在 REF 和 HYST 之間連接電阻 R1，在 HYST 和 GND 之間連接電阻 R2，可以對(duì)遲滯進(jìn)行編程。遲滯帶寬（VHB）約為 HYST 和 REF 之間電壓的兩倍，范圍為 ±1mV 至最大 ±50mV。計(jì)算公式為： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I_{REF }]

7.2 MAX966/MAX970 的遲滯生成

這兩款型號(hào)沒有用于編程遲滯的 HYST 引腳，可以通過三個(gè)電阻使用正反饋來生成遲滯。但這種方法通常比使用 HYST 引腳的方法消耗更多電流，并且會(huì)減慢遲滯響應(yīng)時(shí)間。

八、注意事項(xiàng)

8.1 噪聲考慮

比較器的有效寬帶峰 - 峰值噪聲約為 10μV，電壓參考在使用 0.1μF 旁路電容時(shí)峰 - 峰值噪聲接近 1.0mV。當(dāng)比較器與參考電壓一起使用時(shí)，組合峰 - 峰值噪聲約為 1.0mV。要避免任何輸出到參考引腳的電容耦合，因?yàn)榇當(dāng)_會(huì)顯著增加參考電壓的實(shí)際噪聲。

8.2 電路布局和旁路

如果電源阻抗較低，則不需要電源旁路電容；但當(dāng)電源阻抗較高或電源引線較長時(shí)，應(yīng)使用 100nF 旁路電容。同時(shí)，要盡量減小信號(hào)引線長度，以減少輸入和輸出之間的雜散電容，避免可能導(dǎo)致的不穩(wěn)定。

MAX965 - MAX970 系列比較器以其低電壓、微功耗、軌到軌輸入輸出等特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)低功耗、高性能電路時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體需求合理選型，并注意電路設(shè)計(jì)中的各種細(xì)節(jié)，以充分發(fā)揮該系列比較器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用類似比較器時(shí)，有沒有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)或者遇到過什么難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。