MAX9075/MAX9077：理想的單電源比較器解決方案

在電子設計領域，對于單電源應用的比較器需求一直存在，尤其是在追求低功耗、小尺寸的便攜式設備中。Maxim Integrated的MAX9075/MAX9077單/雙比較器就是這樣一款滿足多種需求的產品，下面我們來詳細了解一下。

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產品概述

MAX9075/MAX9077專為3V和5V單電源應用而優化。它們具有580ns的傳播延遲，每個比較器僅消耗3μA的電流。低功耗、可低至2.1V的單電源操作以及超小的封裝尺寸，使其成為所有便攜式應用的理想選擇。 其共模輸入電壓范圍為 -0.2V 至 VCC - 1.2V，輸入之間沒有差分鉗位，允許差分輸入電壓范圍達到軌到軌。所有輸入和輸出都能承受與任一電源軌的連續短路故障條件。

產品特性

低功耗與高速性能

• 僅3μA的供電電流就能實現580ns的傳播延遲，在低功耗的同時保證了高速響應，這對于需要快速信號處理的應用至關重要。

  寬電源電壓范圍

• 支持2.1V至5.5V的單電源操作，能夠適應不同的電源環境，增加了產品的通用性。

  出色的輸入輸出特性

• 接地感應輸入和軌到軌輸出，使得在不同的信號幅度下都能穩定工作。
• 對于過驅動輸入，沒有輸出相位反轉，保證了信號處理的準確性。
• 輸入之間無差分鉗位，可在更寬的輸入電壓范圍內工作。

  多種封裝形式

• MAX9075單比較器提供5引腳SC70和SOT23封裝，MAX9077雙比較器提供8引腳SOT23、μMAX?和SO封裝，方便不同的PCB布局需求。

應用領域

• 電池供電系統：其低功耗特性能夠有效延長電池的使用壽命。
• 閾值檢測器/鑒別器：準確的比較功能可用于檢測信號是否達到特定閾值。
• 無鑰匙進入系統：快速的響應時間和穩定的性能確保系統的可靠性。
• 紅外接收器：能夠處理微弱的紅外信號。
• 數字線路接收器：適用于數字信號的接收和處理。

電氣特性

在 (V{CC}=5V)、(V{CM}=0V)、(T{A}=T{MIN}) 到 (T{MAX}) 的條件下（典型值在 (T{A}= +25^{circ}C)），其輸出高電平（(V{OH})）在 (I{SOURCE}=2mA)、(C{LOAD}=10pF)、過驅動為100mV時接近 (V{CC}-0.4V)；輸出低電平（(V{OL})）在 (I{SINK}=2mA)、(C{LOAD}=10pF)、過驅動為100mV時為0.4V。傳播延遲（(t{PD})）為250 - 580ns。

典型工作特性

輸出電壓與電流關系

• 輸出低電壓（(V{OL})）與灌電流（(I{SINK})）的關系在不同電源電壓（2.1V、3V、5V）下有所不同，隨著灌電流的增加，輸出低電壓會有一定的變化。
• 輸出高電壓（(V{OH})）與源電流（(I{SOURCE})）的關系同樣受電源電壓影響。

  短路電流與溫度關系

• 短路源電流和短路灌電流隨溫度的變化而變化，在不同的電源電壓下有不同的特性曲線。

  電源電流特性

• 電源電流（(I_{SUPPLY})）在輸出為高和低電平時隨溫度的變化情況不同，并且與輸出轉換頻率也有關系。

  傳播延遲特性

• 傳播延遲（(t_{PD})）與輸入過驅動、負載電容和溫度都有關系。輸入過驅動越大，傳播延遲越小；負載電容越大，傳播延遲越大；溫度對傳播延遲也有一定的影響。

引腳描述

MAX9075

MAX9077

設計應用建議

增加遲滯

遲滯可以通過增加上閾值和降低下閾值來擴展比較器的噪聲容限。通過三個電阻使用正反饋來設置遲滯，具體設計步驟如下：

1. 選擇 (R3)，一般選擇10MΩ，以保證精度并使電路在跳變點的額外電源電流較小。
2. 選擇遲滯電壓 (V{HYS})，例如 (V{HYS}=50mV)。
3. 計算 (R1)：(R1 = R3 × V{HYS} / V{CC})。
4. 選擇 (V{IN}) 上升時的閾值電壓 (V{THR})。
5. 計算 (R2)：(R2 = 1 / {[V{THR} / (V{REF} × R1)] - 1 / R1 - 1 / R3})。
6. 驗證閾值電壓：(V{THR}=V{REF} × R1(1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3))（(V{IN}) 上升）；(V{THF}=V{THR}-(R1 × V{CC}) / R3)（(V_{IN}) 下降）。
7. 檢查輸入偏置電流（5nA）引起的誤差，若誤差過大，減小 (R3) 并重新計算。

電路板布局和旁路

• 使用10nF的電源旁路電容，當電源阻抗高、電源引線長或電源線上預計有過多噪聲時，使用100nF的旁路電容。
• 盡量減小信號走線長度以減少雜散電容。
• 盡量減小 (IN-) 和 (OUT) 之間的電容耦合。
• 對于慢速輸入信號（上升時間 > 1ms），在 (IN+) 和 (IN-) 之間使用1nF的電容。

MAX9075/MAX9077比較器以其低功耗、高速、小尺寸等優點，為電子工程師在單電源應用設計中提供了一個優秀的解決方案。在實際應用中，我們可以根據具體需求，結合其特性和設計建議，充分發揮其性能。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題呢？歡迎在評論區交流分享。