MAX965–MAX970 比較器：超低電壓微功耗的卓越之選

在電子設計領域，對于比較器的性能要求日益嚴苛，尤其是在超低電壓、微功耗的應用場景中。Maxim Integrated推出的MAX965–MAX970系列單/雙/四通道微功耗比較器，憑借其出色的特性，成為眾多工程師的理想選擇。

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1. 產品概述

MAX965–MAX970系列比較器具備軌到軌輸入和輸出能力，支持單電源供電，電壓范圍從 +1.6V 至 +5.5V，非常適合兩電池供電的應用。每個比較器的供電電流小于 5μA，具有開漏輸出，可將輸出電壓拉至高于 VCC 至 6V（最大）。此外，軌到軌輸入共模電壓范圍使其在超低電壓操作中表現出色。

1.1 主要特性

• 超低單電源操作：最低可支持 +1.6V 單電源，拓寬了在低電壓環境下的應用范圍。
• 軌到軌共模輸入電壓范圍：允許輸入信號在接近電源軌的范圍內變化，增強了信號處理能力。
• 低靜態電流：每個比較器的靜態電流僅 3μA，有效降低了功耗。
• 開漏輸出：輸出可擺動超過 VCC，方便與其他電路進行接口。
• 高精度內部參考：部分型號（MAX965/967/968/969）具備 1.235V ±1.5% 的精密內部參考電壓。
• 快速傳播延遲：在 50mV 過驅動下，傳播延遲僅 10μs，確保了快速的信號響應。
• 節省空間的封裝：提供 8 引腳 μMAX 和 16 引腳 QSOP 封裝，滿足不同的 PCB 布局需求。

1.2 應用領域

該系列比較器適用于多種應用場景，包括兩電池供電/便攜式系統、窗口比較器、閾值檢測器/鑒別器、移動通信、電壓電平轉換以及接地/電源感應應用等。

2. 產品選型

工程師可根據具體的設計需求，選擇合適的型號。例如，如果需要單個比較器且具備可編程滯后和內部參考，MAX965 是不錯的選擇；而對于需要多個比較器且對內部參考和滯后功能要求不高的應用，MAX966 或 MAX970 可能更合適。

3. 電氣特性

3.1 電源相關特性

• 電源電壓范圍：不同封裝和溫度范圍下，電源電壓范圍有所不同。一般在 1.6V 至 5.5V 之間，但在特定條件下，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 溫度范圍時，最低工作電壓為 1.8V。
• 供電電流：不同型號的供電電流存在差異，例如 MAX965 的供電電流在 7.0μA 至 12μA 之間。
• 上電時間：當電源電壓從 0V 階躍到 5V 時，上電時間為 20μs。

3.2 比較器特性

• 電源抑制比（PSRR）：在 1.7V ≤ VCC ≤ 5.5V 范圍內，PSRR 為 0.1mV/V 至 1.0mV/V。
• 共模電壓范圍：在不同溫度條件下，共模電壓范圍有所變化。在 +25°C 時，范圍為 -0.25V 至 VCC；在 -40°C 至 +85°C 時，范圍為 -0.25V 至 VCC - 0.25V。
• 輸入失調電壓：不同封裝和共模范圍下，輸入失調電壓不同。例如，在全共模范圍內，SO 封裝的輸入失調電壓最大為 7.0mV，QSOP 封裝為 10.0mV，μMAX 封裝在 -40°C 至 +85°C 時為 15.0mV。
• 輸入滯后：當 HYST = REF 時，輸入滯后為 ±1mV。
• 傳播延遲：在不同過驅動條件下，傳播延遲不同。例如，在 50mV 過驅動下，傳播延遲為 10μs。

3.3 參考電壓特性

內部 1.235V 帶隙參考電壓在不同溫度范圍和封裝下具有不同的精度。在商業溫度范圍（0°C 至 +85°C）內，精度為 ±1.5%；在擴展溫度范圍（-40°C 至 +85°C）內，精度為 ±2.5%。REF 輸出通常能夠提供 50μA 的源電流。

4. 典型應用電路

4.1 紅外接收器應用

使用 MAX965 作為紅外接收器時，紅外光電二極管根據紅外光的強度產生電流，該電流在 R1 上產生電壓。當該電壓超過施加到反相輸入的參考電壓時，輸出狀態發生變化。可選的 R3 可提供額外的滯后，增強抗噪聲能力。

4.2 兩電池到 TTL 邏輯電平轉換應用

MAX965 可將兩電池的電壓信號轉換為 TTL 兼容信號。比較器的電源電壓來自兩電池供電，輸出通過上拉電阻連接到 5V 電源。

5. 滯后設計

5.1 具備 HYST 引腳的型號（MAX965/MAX967/MAX968/MAX969）

這些型號可通過連接外部電阻 R1 和 R2 來編程滯后。將 R1 連接在 REF 和 HYST 之間，R2 連接在 HYST 和 GND 之間。滯后帶（VHB）約為 HYST 和 REF 之間電壓的兩倍，范圍從 ±1mV 到最大 ±50mV。可根據以下公式計算 R1 和 R2 的值： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I_{REF }] 其中，IREF 為參考源提供的電流，一般選擇在 0.1μA 至 4μA 之間。

5.2 無 HYST 引腳的型號（MAX966/MAX970）

對于這些型號，可使用三個電阻通過正反饋來產生滯后。該方法通常比使用 HYST 引腳的方法消耗更多電流，并且滯后響應時間較慢。具體的電阻值計算方法可參考文檔中的詳細步驟。

6. 注意事項

6.1 絕對最大額定值

在使用過程中，需注意電源電壓、輸入輸出電壓、輸入引腳電流等參數不能超過絕對最大額定值，否則可能導致器件永久性損壞。例如，電源電壓（VCC）最大為 +6V，輸入引腳電流最大為 ±20mA。

6.2 噪聲考慮

比較器的有效寬帶峰峰值噪聲約為 10μV，電壓參考在使用 0.1μF 旁路電容時峰峰值噪聲接近 1.0mV。當比較器與參考一起使用時，組合峰峰值噪聲約為 1.0mV。應避免任何輸出到參考引腳的電容耦合，以防止串擾增加參考的實際噪聲。

6.3 電路布局和旁路

如果電源阻抗較低，可不使用電源旁路電容；但當電源阻抗較高或電源引線較長時，應使用 100nF 旁路電容。同時，應盡量縮短信號引線長度，以減少輸入和輸出之間的雜散電容，避免電路不穩定。

MAX965–MAX970 系列比較器以其出色的性能和豐富的功能，為電子工程師在超低電壓、微功耗應用中提供了可靠的解決方案。在實際設計中，工程師需根據具體需求，合理選擇型號，并注意相關的設計要點，以充分發揮該系列比較器的優勢。大家在使用這個系列比較器的過程中，有沒有遇到過什么獨特的挑戰或者有什么特別的應用技巧呢？歡迎在評論區分享交流。