Maxim MAX985/986/989/990/993/994 比較器：低功耗與高性能的完美結合

在電子設計領域，對于低電壓、低功耗且具備出色性能的比較器需求日益增長。Maxim Integrated推出的MAX985、MAX986、MAX989、MAX990、MAX993和MAX994系列比較器，正是滿足這些需求的優秀解決方案。本文將深入剖析這些比較器的特點、應用以及使用過程中的注意事項。

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一、產品概述

MAX985/986/989/990/993/994 系列包含單通道、雙通道和四通道微功耗比較器，具有低電壓工作和軌到軌輸入輸出的特性。其工作電壓范圍為 2.5V 至 5.5V，適用于 3V 和 5V 系統，也可使用 ±1.25V 至 ±2.75V 的雙電源供電。該系列比較器僅消耗 11μA 的電源電流，同時實現 300ns 的傳播延遲，輸入偏置電流典型值為 1.0pA，輸入失調電壓典型值為 0.5mV。內部遲滯確保即使在緩慢變化的輸入信號下也能實現清晰的輸出切換。

軌到軌輸入輸出的特性使得這些比較器在很多應用場景中具有顯著優勢。它能夠在接近電源軌的電壓范圍內正常工作，提高了信號處理的動態范圍，增強了電路的適用性和實用性，這在一些對信號幅度要求較高的應用中尤為重要。大家在實際設計中，是否也體會到了軌到軌特性帶來的便利呢？

二、產品選型

在選擇時，需要根據實際電路的需求來確定通道數量和輸出級類型。推挽式輸出級能夠同時吸收和提供電流，適用于需要直接驅動負載的場合；而開漏式輸出則需要外部上拉電阻，常用于電平轉換和信號隔離等應用。大家在選型時，是否也會糾結于不同輸出級類型的選擇呢？

三、電氣特性

3.1 電源相關特性

• 電源電壓范圍：工作電源電壓范圍為 2.5V 至 5.5V，也支持 ±1.25V 至 ±2.75V 的雙電源供電，這使得它在不同電源系統中都能靈活應用。
• 電源電流：僅消耗 11μA 的電源電流，在 1MHz 開關頻率下，電源電流為 80μA，具有出色的低功耗特性。

3.2 輸入特性

• 輸入偏置電流：典型值為 1.0pA，輸入失調電壓典型值為 0.5mV，保證了輸入信號的準確性。
• 共模輸入電壓范圍：擴展至電源軌之外 250mV，增強了對共模干擾的抑制能力。

3.3 輸出特性

• 推挽輸出級：MAX985/989/993 具有推挽輸出級，能夠吸收和提供 8mA 電流，實現軌到軌輸出擺幅，可直接驅動較大負載。
• 開漏輸出級：MAX986/990/994 的開漏輸出級電壓可擴展至 VCC 以上，最大可達 6V，適用于電平轉換和雙極性到單端轉換等應用。

比較器的輸出級類型對電路設計有著重要影響。推挽輸出級可以直接驅動負載，無需外部上拉電阻，簡化了電路設計，但可能會引入較大的開關電流，需要注意電源的穩定性。開漏輸出級則需要外部上拉電阻，增加了一定的設計復雜度，但它可以實現電平轉換和信號隔離，適用于需要與不同電平系統接口的應用。在實際設計中，你是否遇到過因為輸出級類型選擇不當而導致的問題呢？

四、典型應用

4.1 零交叉檢測器

如圖 3 所示，將 MAX985 的反相輸入接地，同相輸入連接到 100mVP - P 信號源。當同相輸入信號過 0V 時，比較器輸出狀態改變，可用于檢測信號的零交叉點。

4.2 邏輯電平轉換器

圖 4 展示了將 5V 邏輯電平轉換為 3V 邏輯電平的應用。MAX986 由 5V 電源供電，其開漏輸出的上拉電阻連接到 3V 電源。這種配置可實現 5V 邏輯的全擺幅，同時避免 3V 邏輯輸入過壓。若要實現 3V 到 5V 的邏輯電平轉換，只需將 3V 電源連接到 VCC，5V 電源連接到上拉電阻。

比較器在電池供電系統中具有顯著的應用優勢。由于其低功耗特性，能夠有效降低電池的能量消耗，延長電池的使用壽命，這對于便攜式和電池供電的設備尤為重要。同時，其軌到軌輸入輸出的能力使得在電池電壓變化較大的情況下，仍能保持穩定的性能，確保系統的正常運行。在設計電池供電系統時，你是否會優先考慮具有低功耗和軌到軌特性的比較器呢？

五、設計注意事項

5.1 額外滯回

對于 MAX985/989/993，可通過三個電阻利用正反饋產生額外滯回，但會減慢滯回響應時間。計算電阻值時，需先選擇 R3，使通過它的電流至少為 1μA 以減小漏電流誤差；再選擇所需的滯回帶寬 VHB；然后根據公式計算 R1 和 R2；最后驗證跳變電壓和滯回。

對于 MAX986/990/994，計算電阻值的公式有所不同，需根據相應公式選擇 R3、確定 VHB、計算 R1 和 R2 并驗證。

5.2 電路板布局和旁路

通常不需要電源旁路電容，但在電源阻抗高、電源引線長或電源線上預計有過多噪聲時，可使用 100nF 旁路電容。同時，應盡量減小信號走線長度，以減少雜散電容。

六、總結

MAX985/MAX986/MAX989/MAX990/MAX993/MAX994 系列比較器以其低功耗、寬電源電壓范圍、軌到軌輸入輸出等特性，為電子工程師在各種應用場景中提供了可靠的選擇。在實際設計中，我們需要根據具體需求合理選型，充分考慮電氣特性和應用注意事項，以實現最佳的電路性能。大家在使用這些比較器的過程中，是否有一些獨特的經驗和技巧可以分享呢？歡迎在評論區留言交流。