探索MAX900 - MAX903高速低功耗電壓比較器

一、前言

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，高速低功耗的電壓比較器一直是工程師們關(guān)注的焦點(diǎn)。今天我們要深入探討的就是Maxim公司的MAX900 - MAX903系列高速低功耗電壓比較器。不過需要注意的是，MAX900采用的制造工藝已不再可用，不建議用于新設(shè)計(jì)，但對(duì)于已有用戶，數(shù)據(jù)手冊(cè)仍可參考。

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二、產(chǎn)品概述

2.1 主要特性

MAX900 - MAX903系列具備差分模擬輸入和帶內(nèi)部上拉的TTL邏輯輸出。其快速的傳播延遲（在5mV過驅(qū)動(dòng)下典型值為8ns），使其非常適合用于快速A/D轉(zhuǎn)換器、采樣電路、線路接收器、V/F轉(zhuǎn)換器以及眾多數(shù)據(jù)判別應(yīng)用。具體特性如下：

• 低傳播延遲：典型值為8ns，能快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。
• 低功耗：每個(gè)比較器在+5V供電時(shí)功耗為18mW。
• 獨(dú)立電源：可采用獨(dú)立的模擬和數(shù)字電源供電，也可使用單一組合電源。
• 靈活的模擬電源范圍：+5V至+10V或±5V。
• 寬輸入范圍：輸入范圍包含負(fù)電源軌，單電源供電時(shí)可實(shí)現(xiàn)接地檢測(cè)。
• TTL兼容輸出和鎖存輸入：除MAX901外，其他型號(hào)具備TTL兼容的鎖存輸入。

2.2 電氣特性

在不同的供電條件和溫度下，該系列比較器展現(xiàn)出了穩(wěn)定的電氣性能。例如，在 (V{CC}= +5V)，(V{EE}= -5V)，(V{DD}= +5V)，(LE1 - LE4) 為邏輯高，(T{A}= +25^{circ}C) 的條件下，輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流等參數(shù)都有明確的范圍。當(dāng)溫度范圍為全工作溫度時(shí)，部分參數(shù)會(huì)有所變化，但仍能保持在合理的區(qū)間內(nèi)。

2.3 時(shí)序特性

傳播延遲時(shí)間是衡量比較器性能的重要指標(biāo)之一。在特定條件下，MAX900 - MAX903的傳播延遲時(shí)間典型值為8 - 10ns。不過，由于涉及鎖存的開關(guān)測(cè)量較為困難和關(guān)鍵，部分時(shí)序參數(shù)無法在生產(chǎn)環(huán)境中測(cè)試，典型規(guī)格是通過高速測(cè)試夾具測(cè)量得到的。

三、引腳配置

MAX900 - MAX903不同型號(hào)的引腳配置有所差異，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，MAX900的引腳包括負(fù)輸入（IN - ）、正輸入（IN + ）、接地端（GND）、鎖存輸入（LATCH）、輸出（OUT）以及模擬和數(shù)字電源引腳等。了解這些引腳配置對(duì)于正確使用該系列比較器至關(guān)重要。

四、應(yīng)用信息

4.1 電路布局

為了充分發(fā)揮MAX900 - MAX903的高速性能，在電路布局時(shí)需要采取一些特殊的預(yù)防措施。例如，使用具有良好低電感接地平面的印刷電路板，將去耦電容盡可能靠近電源引腳安裝，分別為模擬VCC和數(shù)字VDD使用去耦電容，同時(shí)注意去耦和終端組件的帶寬，縮短輸入和輸出的引線長(zhǎng)度，避免使用插座，直接將器件焊接到印刷電路板上。

4.2 輸入壓擺率要求

由于MAX900 - MAX903具有較高的增益帶寬積，當(dāng)輸入信號(hào)穿越線性區(qū)域時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生振蕩問題。為了實(shí)現(xiàn)無振蕩或無臺(tái)階的干凈輸出切換，輸入信號(hào)必須滿足最小壓擺率要求。振蕩問題在很大程度上與電路板布局、耦合源阻抗和雜散輸入電容有關(guān)。在某些應(yīng)用中，可以在輸出和正輸入之間施加一些正反饋，但這會(huì)在輸入端子處引入遲滯。

4.3 TTL輸出和鎖存輸入

比較器的TTL輸出級(jí)經(jīng)過優(yōu)化，可驅(qū)動(dòng)低功耗肖特基TTL，扇出為4。當(dāng)鎖存器連接到邏輯高電平時(shí)，比較器透明，能立即響應(yīng)輸入端子的變化；當(dāng)鎖存器連接到TTL低電平時(shí)，比較器輸出鎖存，不再響應(yīng)后續(xù)輸入變化。需要注意的是，MAX901沒有提供鎖存器。

4.4 電源供應(yīng)

MAX900 - MAX903可以采用獨(dú)立的模擬和數(shù)字電源供電，也可以使用單一的+5V電源。模擬電源范圍為+5V至+10V（VEE接地時(shí)用于單電源操作）或±5V的分離電源，而數(shù)字電源VDD始終需要+5V。在高速混合信號(hào)應(yīng)用中，采用分離電源可以隔離模擬和數(shù)字信號(hào)，避免數(shù)字環(huán)境的噪聲對(duì)模擬輸入信號(hào)產(chǎn)生不利影響。

五、典型應(yīng)用

通過將兩個(gè)四通道模擬比較器與一個(gè)八進(jìn)制8位D/A轉(zhuǎn)換器（如MX7228）相結(jié)合，可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)報(bào)警和極限檢測(cè)功能，并且系統(tǒng)處理器可以獨(dú)立設(shè)置每個(gè)比較器的極限點(diǎn)并隨時(shí)更新。

六、總結(jié)

MAX900 - MAX903系列高速低功耗電壓比較器以其出色的性能和靈活的應(yīng)用方式，在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。盡管MAX900不建議用于新設(shè)計(jì)，但MAX901 - MAX903仍能為工程師們提供可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求，合理選擇型號(hào)，并注意電路布局、輸入壓擺率等問題，以充分發(fā)揮該系列比較器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過程中有沒有遇到過類似比較器的一些特殊問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。