高速低功耗TTL比較器MAX9107/MAX9108/MAX9109 ：設計利器

在硬件設計領域，比較器是一種常見且關鍵的器件，它能對兩個輸入信號進行比較并輸出相應的高低電平信號。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器，看看它們有哪些獨特的優勢和應用場景。

文件下載：MAX9109.pdf

產品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109是一系列高速、低功耗的電壓比較器，適用于由單+5V電源供電的系統。它們具有25ns的傳播延遲（輸入過驅動為10mV時），每個比較器的功耗僅為1.75mW，輸入共模范圍寬，從地以下200mV到正電源軌1.5V以內。這些比較器的輸出與TTL兼容，無需外部上拉電路，并且內置遲滯功能，即使在輸入信號緩慢變化時也能確保輸出干凈切換。

與行業標準比較器MAX907/MAX908/MAX909相比，MAX9107/MAX9108/MAX9109具有更高的速度、更低的功耗和更低的成本。其中，MAX9109還具有輸出鎖存功能，但沒有互補輸出。

產品特性

高速低功耗：

25ns的傳播延遲能滿足高速信號比較的需求，同時每個比較器僅1.75mW的功耗，在對功耗要求較高的應用中表現出色。比如在一些小型化、電池供電的設備里，低功耗特性可以有效延長電池的使用時間。

寬輸入范圍：

輸入范圍包含地電壓，并且可以承受一定的負電壓，這大大增加了其使用的靈活性。在實際設計中，我們就不用擔心輸入信號的電壓范圍過小而無法使用該比較器。

低失調電壓：

最大失調電壓僅為4.0mV，能保證比較器的比較精度，減少誤差。在對精度要求較高的A/D轉換器等應用中，這一特性就顯得尤為重要。

內置遲滯：

2mV的內部遲滯可提供干凈的開關，避免了因輸入信號的微小波動而導致輸出的頻繁跳變。大家在設計時有沒有遇到過因為輸入信號的抖動而讓輸出不穩定的情況呢？有了這個內置遲滯功能，這種問題就能得到很好的解決。

TTL兼容輸出：

輸出與TTL電平兼容，方便與其他TTL邏輯電路連接，無需額外的電平轉換電路。

輸出鎖存（僅MAX9109）：

MAX9109的輸出鎖存功能可以將比較結果鎖存起來，便于后續的處理和控制。

節省空間的封裝：

提供多種封裝形式，如6引腳SC70（MAX9109）、8引腳SOT23（MAX9107）和14引腳TSSOP（MAX9108），滿足不同的空間需求。對于一些對PCB空間要求苛刻的設計，這些小封裝的比較器就非常合適。

應用領域

該系列比較器的應用場景非常廣泛，主要包括以下幾個方面：

電池供電系統：

低功耗特性使其非常適合電池供電的設備，如便攜式儀器、無線傳感器等。

A/D轉換器：

可用于A/D轉換器的輸入信號比較，提高轉換精度。

線路接收器：

在通信線路中，用于接收和比較信號。

閾值檢測器/鑒別器：

用于檢測輸入信號是否超過設定的閾值。

采樣電路：

在采樣電路中，對輸入信號進行比較和采樣。

過零檢測器：

檢測輸入信號的過零時刻。

電氣特性

電源電壓范圍：

工作電壓范圍為4.5V至5.5V，保證了在不同電源條件下的穩定工作。

輸入失調電壓：

在+25°C時，典型值為0.5mV，最大值為1.6mV；在全溫度范圍內，最大值為4.0mV。

輸入遲滯：

輸入遲滯為2mV，確保了輸出的穩定切換。

輸入偏置電流和失調電流：

輸入偏置電流最大值為350nA，輸入失調電流最大值為80nA。

輸入電壓范圍：

輸入電壓范圍為-0.2V至VCC - 1.5V。

共模抑制比和電源抑制比：

共模抑制比和電源抑制比在一定條件下可達到50至1000μV/V，保證了對共模信號和電源波動的抑制能力。

輸出電壓：

輸出高電壓典型值為3.5V，輸出低電壓在不同負載電流下有不同的值。

傳播延遲：

傳播延遲為25ns，確保了高速的信號處理能力。

詳細設計注意事項

電路布局：

由于該系列比較器具有較高的增益帶寬，在設計PCB時，需要采用具有良好低電感接地平面的印刷電路板，將去耦電容（如0.1μF陶瓷電容）盡可能靠近VCC放置，并注意去耦電容的帶寬和引腳長度。同時，輸入和輸出引腳的長度也要盡量短，以避免不必要的寄生反饋。此外，建議直接將器件焊接到印刷電路板上，而不是使用插座。大家在實際布局時，有沒有什么好的經驗可以分享呢？

輸入過驅動：

輸入可以在一定條件下進行過驅動，但要注意限制流入器件的電流不超過25mA。如果輸入過驅動，輸出可能會反轉，可通過添加外部二極管來防止這種情況發生。

電池供電紅外數據鏈路應用：

在電池供電的紅外數據鏈路中，該系列比較器可以與其他器件配合使用，實現紅外數據的接收。例如，在圖4所示的電路中，MAX4400將光電二極管電流轉換為電壓，MAX9109判斷放大器輸出是否足夠高以表示“1”，整個電路的電流消耗非常小。

總結

MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比較器以其高速、低功耗、寬輸入范圍、內置遲滯等特性，成為了電子工程師在設計中的得力工具。無論是在電池供電系統、A/D轉換器還是其他應用領域，都能發揮出其獨特的優勢。在實際設計過程中，我們需要根據具體的應用需求，合理選擇封裝形式和注意電路布局等問題，以充分發揮這些比較器的性能。大家在使用這些比較器的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應用案例呢？歡迎在評論區分享交流。