探索 MAX917 - MAX920：低功耗比較器的卓越之選

在電子設計領域，比較器是一種基礎且關鍵的元件，廣泛應用于各種電路中。今天，我們將深入探討 Maxim 公司推出的 MAX917 - MAX920 系列比較器，這是一系列采用 SOT23 封裝的納功率比較器，具有超越軌至軌輸入特性，且能在低至 +1.8V 的電壓下穩定工作。

文件下載：MAX920.pdf

產品概述

MAX917 - MAX920 系列比較器包含四個型號，其中 MAX917/MAX918 內置 1.245V ±1.5% 的參考電壓，每個比較器的供電電流僅為 750nA；而 MAX919/MAX920 則沒有內置參考電壓，供電電流更是低至 380nA。這種超低的供電電流特性，使得它們在兩電池應用中表現出色，如電池監測與管理系統。

獨特的輸出級設計是該系列比較器的一大亮點。在切換時，它能有效限制供電電流的浪涌，幾乎消除了許多其他比較器常見的電源毛刺問題，同時在動態條件下還能最大限度地降低整體功耗。MAX917/MAX919 采用推挽輸出級，可吸收和提供電流，內部大輸出驅動器允許在高達 8mA 的負載下實現軌至軌輸出擺幅；MAX918/MAX920 則采用開漏輸出級，適用于混合電壓系統設計。

產品特性剖析

超低供電電流

MAX919/MAX920 每個比較器的供電電流僅為 380nA，而 MAX917/MAX918 帶參考電壓時也僅為 750nA。如此低的功耗，使得它們在對功耗要求極高的應用場景中具有顯著優勢，比如可穿戴設備、無線傳感器節點等。

寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍可超出軌至軌 200mV，這意味著該系列比較器能夠處理超出電源電壓范圍的輸入信號，增強了其在復雜電路中的適應性。

多種輸出類型

推挽輸出（MAX917/MAX919）和開漏輸出（MAX918/MAX920）兩種類型可供選擇，滿足不同電路設計的需求。推挽輸出可直接驅動負載，而開漏輸出則適用于需要進行邏輯電平轉換或實現線與功能的場合。

無撬棍電流切換

輸出級的獨特設計使得在切換時不會產生撬棍電流，避免了電源毛刺的產生，提高了系統的穩定性和可靠性。

內部遲滯

內置的遲滯特性確保了在輸入信號緩慢變化時，輸出能夠干凈利落地切換，有效避免了因噪聲或寄生反饋導致的振蕩問題。

無相位反轉

對于過驅動輸入，不會發生相位反轉現象，保證了輸出信號的正確性。

節省空間的 SOT23 封裝

采用 SOT23 封裝，體積小巧，適合對空間要求較高的應用場景，如便攜式設備。

電氣特性詳解

供電電壓范圍

供電電壓范圍為 1.8V 至 5.5V，能夠適應多種電源電壓的應用場景。在不同的供電電壓下，比較器的各項性能指標也有所不同，例如在 1.8V 供電時，供電電流會相應降低。

輸入特性

輸入共模電壓范圍為 VEE - 0.2V 至 VCC + 0.2V，輸入失調電壓和輸入偏置電流都非常小，保證了比較器的高精度性能。

輸出特性

輸出電壓擺幅在不同型號和負載條件下有所差異，但總體上能夠實現軌至軌輸出。輸出短路電流限制在 ±50mA，確保了在異常情況下比較器的安全性。

傳播延遲

在不同的供電電壓和負載條件下，傳播延遲也有所不同。一般來說，供電電壓越高，傳播延遲越短。例如，在 1.8V 供電時，高到低的傳播延遲為 17μs，而在 5V 供電時為 22μs。

參考電壓特性（MAX917/MAX918）

內置參考電壓為 1.245V，在 -40°C 至 +85°C 的溫度范圍內，其溫度系數為 95ppm/°C，具有較好的穩定性。參考輸出電壓噪聲在不同的帶寬和電容條件下也有所不同，可通過外接電容來降低噪聲。

典型應用案例

兩電池監測與管理

由于其超低的功耗和寬輸入電壓范圍，MAX917 - MAX920 非常適合用于兩電池應用的監測與管理。通過監測電池電壓，可實現對電池狀態的實時監控，確保電池的安全和高效使用。

超低功耗系統

在一些對功耗要求極高的系統中，如無線傳感器節點、物聯網設備等，該系列比較器的超低功耗特性能夠顯著延長電池的使用壽命。

移動通信

在移動通信設備中，需要對信號進行精確的比較和處理。MAX917 - MAX920 的高精度和低功耗特性，能夠滿足移動通信設備對性能和功耗的雙重要求。

筆記本電腦和 PDA

在筆記本電腦和 PDA 等設備中，需要對電池電量進行監測和管理。該系列比較器可用于電池電量檢測電路，確保設備的正常運行。

閾值檢測器/鑒別器

可用于檢測輸入信號是否超過設定的閾值，實現信號的鑒別和處理。

接地或電源線傳感

在一些需要對電源或地線上的信號進行監測的場合，該系列比較器可用于檢測信號的變化，實現故障診斷和保護功能。

遙測和遠程系統

在遙測和遠程系統中，需要對信號進行遠程傳輸和處理。MAX917 - MAX920 的低功耗和高可靠性特性，能夠確保系統在長時間運行過程中的穩定性。

醫療儀器

在醫療儀器中，對精度和可靠性要求極高。該系列比較器的高精度和低功耗特性，能夠滿足醫療儀器對性能的嚴格要求。

設計注意事項

電源濾波

雖然該系列比較器在切換時能夠有效限制供電電流的浪涌，但在電源阻抗較高、供電線路較長或電源線上存在過多噪聲的情況下，仍建議在電源引腳附近添加 100nF 的旁路電容，以進一步降低電源噪聲的影響。

遲滯設置

內置的遲滯特性能夠有效避免輸出振蕩，但在某些特殊應用中，可能需要額外的遲滯。對于 MAX917/MAX919，可以通過三個電阻使用正反饋來產生額外的遲滯，但這種方法會減慢遲滯響應時間。對于 MAX918/MAX920，由于其開漏輸出的特性，計算電阻值的公式會略有不同。

引腳配置

不同型號的比較器在引腳配置上可能會有所差異，在設計電路時，需要仔細查看引腳說明，確保正確連接各個引腳。

總結

MAX917 - MAX920 系列比較器以其超低的功耗、寬輸入電壓范圍、多種輸出類型和出色的性能，成為了電子工程師在設計低功耗、高精度電路時的理想選擇。無論是在電池供電的便攜式設備，還是在對性能要求極高的工業應用中，該系列比較器都能夠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，合理選擇型號，并注意一些設計細節，以充分發揮其性能。你在使用比較器的過程中，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。