LT6700/LT6700HV：低功耗雙比較器的卓越之選

在電子設計領域，對于低功耗、高性能比較器的需求一直存在。今天我們就來深入探討一下凌力爾特（現ADI）的LT6700/LT6700HV雙比較器，看看它在實際應用中能為我們帶來哪些優勢。

文件下載：LT6700.pdf

產品概述

LT6700/LT6700HV將兩個微功耗、低電壓比較器與一個400mV參考電壓集成在一個6引腳SOT - 23或微型DFN封裝中。它的供電范圍從1.4V到18V（LT6700HV輸出可承受至36V），僅消耗6.5μA的電流，非常適合用于低電壓系統監控。比較器內置了遲滯功能，這大大簡化了設計要求，確保輸出操作的穩定性。

產品特性

• 微功耗設計：在5V供電時典型靜態電流僅為6.5μA，能有效降低系統功耗，延長電池供電設備的續航時間。
• 寬供電范圍：支持1.4V至18V的電源電壓，適用于各種不同的電源環境。
• 高精度參考電壓：內置400mV參考電壓，總閾值誤差在25°C時最大為±1.25%，保證了比較器的準確性。
• 多種輸入極性選擇：有LT6700 - 1/LT6700HV - 1（一個反相輸入和一個同相輸入）、LT6700 - 2/LT6700HV - 2（兩個反相輸入）和LT6700 - 3/LT6700HV - 3（兩個同相輸入）三種版本可供選擇，能滿足不同的應用需求。
• 開漏輸出：輸出為開漏結構，輸出負載可以連接到高達18V（LT6700HV為36V）的任何電壓，獨立于電源電壓，方便進行電平轉換。
• 寬溫度范圍：提供商業、工業和汽車溫度范圍的產品，適用于不同的工作環境。

應用領域

LT6700/LT6700HV的應用非常廣泛，包括但不限于以下幾個方面：

• 電池供電系統監控：由于其微功耗特性，非常適合用于電池供電設備的電壓監測，以確保電池的正常工作。
• 閾值檢測器：可以精確檢測輸入信號是否超過或低于設定的閾值。
• 窗口比較器：通過合理選擇輸入極性版本，能夠實現高精度的窗口比較功能。
• 繼電器驅動：開漏輸出可以方便地驅動繼電器，實現電路的控制。
• 工業控制系統：在工業控制中，對穩定性和準確性要求較高，LT6700/LT6700HV能夠滿足這些需求。
• 手持式儀器：低功耗和小封裝的特點使其成為手持式儀器的理想選擇。
• 汽車監控和控制：汽車級產品經過AEC - Q100認證，可用于汽車電子系統中的各種監測和控制功能。

電氣特性

閾值電壓

比較器的上升輸入閾值電壓（VTH(R)）和下降輸入閾值電壓（VTH(F)）會隨著電源電壓和溫度的變化而有所不同。在不同的電源電壓（1.4V、5V、12V、18V）下，VTH(R)和VTH(F)都有相應的典型值和范圍。例如，在25°C、RL = 100k、VO = 2V擺幅的條件下，VS = 5V時，VTH(R)典型值為400mV，VTH(F)典型值為393.5mV。遲滯（HYS）為VTH(R) - VTH(F)，典型值為6.5mV。

輸入偏置電流

輸入偏置電流（IB）在不同的電源電壓和輸入電壓條件下也有相應的規定。例如，在VS = 1.4V、18V，VIN = VS時，IB最大為±10nA。

輸出特性

輸出低電壓（VOL）在不同的電源電壓和輸出電流條件下有不同的值。例如，在10mV輸入過驅動、VS = 5V、IOUT = 5mA時，VOL典型值為200mV。輸出泄漏電流（IOFF）在VS = 1.4V、18V，VOUT = VS，VIN = 40mV過驅動時，最大為0.8μA。

傳播延遲和上升/下降時間

在VS = 5V、10mV輸入過驅動、RL = 10k的條件下，高到低傳播延遲（tPD(HL)）典型值為18μs，低到高傳播延遲（tPD(LH)）典型值為29μs。輸出上升時間（tr）典型值為2.2μs，輸出下降時間（tf）典型值為0.22μs。

電源電流

無負載電流時，電源電流（IS）會隨著電源電壓的升高而略有增加。例如，VS = 1.4V時，IS典型值為5.7μA；VS = 5V時，IS典型值為6.5μA。

引腳配置與功能

引腳配置

LT6700/LT6700HV有兩種封裝形式：6引腳塑料TSOT - 23和6引腳塑料DFN（2mm × 3mm）。不同版本（LT6700 - 1/LT6700HV - 1、LT6700 - 2/LT6700HV - 2、LT6700 - 3/LT6700HV - 3）的引腳配置略有不同，但主要引腳功能基本一致。

引腳功能

• OUTA和OUTB：分別為比較器A和B的開漏輸出引腳，可提供高達40mA的負載電流驅動能力，關態電壓可高達18V（LT6700HV為36V）。
• GND：接地引腳，也是內部400mV參考電壓的低端返回引腳。
• INA和INB：分別為比較器A和B的外部輸入引腳，輸入電壓范圍為 - 0.3V至18V（LT6700HV為36V）。不同版本的輸入極性有所不同，如LT6700 - 1/LT6700HV - 1中，INA為同相輸入，INB為反相輸入。
• VS：比較器核心電源電壓引腳，器件在1.4V ≤ VS ≤ 18V的電源電壓下工作。

典型應用電路

靈活的窗口比較器

使用LT6700 - 1/LT6700HV - 1可以實現高精度的窗口比較功能。通過一個簡單的3電阻分壓器網絡和線與配置，比較器A提供下限閾值（VL），比較器B提供上限閾值（VH），內置的遲滯功能可以防止輸出抖動。根據不同的設計需求，可以選擇不同的電阻值來優化電路性能。例如，對于檢測偏離窗口限制的設計，電阻值的選擇有特定的計算公式；對于檢測進入窗口的設計，電阻值的選擇也有所不同。

生成外部參考信號

在某些應用中，需要一個與內部400mV參考電壓直接相關的外部信號。可以使用反相比較器部分作為“bang - bang”伺服，通過積分電容建立一個與參考電壓成比例的標稱電壓。在這個過程中，比較器B的輸出會在負載電容充電和放電時在遲滯觸發點之間切換，從而生成一個倍增的參考信號。為了防止比較器A的抖動，需要在電橋的檢測節點進行額外的濾波。

儀表級脈寬調制器（PWM）

LT6700/LT6700HV可以用于構建電荷平衡PWM功能。在一個特定的電路中，比較器B用于為CMOS非門（反相器）生成一個2V的參考電源電平，反相器作為電荷平衡器的精密開關元件。比較器A檢測0.22μF“積分”電容上的輕微充電或放電狀態，輸入感測電壓VIN被轉換為一個不平衡電流，反相器的占空比會不斷進行校正，從而使比較器A輸出的數字波形成為VIN相對于2V“滿量程”的PWM表示。此外，該電路還可以通過斷開反饋回路并使用第二個光耦合器來實現時鐘控制和同步反饋，從而形成一個簡單的ΔΣ電壓 - 頻率轉換。

總結

LT6700/LT6700HV以其微功耗、寬供電范圍、多種輸入極性選擇和豐富的應用電路等特點，為電子工程師在低電壓系統監控、閾值檢測等領域提供了一個優秀的解決方案。在實際設計中，我們可以根據具體的應用需求選擇合適的版本和封裝形式，并合理設計外部電路，以充分發揮其性能優勢。大家在使用過程中是否也遇到過一些有趣的問題或者有獨特的應用經驗呢？歡迎在評論區分享交流。