Texas Instruments LMx39/LM2901/LM2901-Q1四通道差分比较器包含四个独立的电压比较器，设计用于在宽电压范围内由单电源供电运行。LM339B/LM2901B/LM2901B-Q1器件是行业标准LM339和LM2901比较器系列的下一代版本。这些下一代B版比较器具有更低的失调电压、更高的电源电压能力以及更低的电源电流。这些器件还具有更低的输入偏置电流、更低的传播延迟、更高的2kV ESD性能以及通过专用ESD钳位提高输入耐受性。Texas Instruments LM339B/LM2901B/LM2901-Q1可直接替代LM239、LM339和LM2901/LM2901-Q1 “A”和“V”级。

数据手册：

*附件：LMx39x，LM2901x数据手册.pdf

*附件：LM2901B-Q1，LM2901x-Q1数据手册.pdf

特性

• LM339B/LM2901BLM2901B-Q1
  • B版本改进规格
    • 最大额定电压：高达38V
    • ESD额定值：2kV (HBM)
    • 低输入失调电压：0.37mV
    • 低输入偏置电流：3.5nA
    • 低电源电流：每个比较器200µA
    • 快速响应时间：1µs
    • LM339B的扩展温度范围

功能框图

德州仪器LMx39x/LM2901x系列比较器技术解析

一、产品概述与核心特性

LMx39x和LM2901x系列是德州仪器(TI)推出的四路差分比较器产品家族，包含军用级(LM139)、工业级(LM239)、商用级(LM339)及汽车级(LM2901)等多个版本。该系列最新B版本(LM339B/LM2901B)具有以下显著改进：

• ‌宽电压工作范围‌：2V至36V（B版本可达38V）
• ‌超低功耗‌：每比较器仅200μA静态电流（B版本）
• ‌精密比较性能‌：
  • 输入失调电压：±0.37mV（B版本）
  • 输入偏置电流：3.5nA（B版本）
  • 响应时间：1μs（B版本）
• ‌增强可靠性‌：2kV HBM ESD防护（所有版本）
• ‌输出兼容性‌：开集输出可驱动TTL、CMOS和MOS逻辑
• ‌温度范围‌：
  • 军用级：-55°C至125°C
  • 工业级：-40°C至85°C
  • 汽车级：-40°C至125°C

二、关键参数对比

2.1 电气特性对比

参数	LM339B	LM2901B	传统型号
电源电压范围	2-36V	2-36V	2-30/32V
失调电压(最大值)	±5.5mV	±5.5mV	±15mV
响应时间(典型值)	1μs	1μs	1.3μs
输入偏置电流(典型值)	3.5nA	3.5nA	25nA

2.2 封装选项

• ‌标准封装‌：
  • 14引脚SOIC（8.7mm×3.9mm）
  • 14引脚PDIP（19.3mm×6.4mm）
  • 14引脚TSSOP（5mm×4.4mm）
• ‌先进封装‌：
  • 16引脚WQFN（3mm×3mm，带散热焊盘）
  • 14引脚SOT-23（4.2mm×2mm）

三、架构与功能详解

3.1 内部结构

采用PNP达林顿对输入级设计，具有以下特点：

1. ‌宽共模范围‌：从地到VCC-2V
2. ‌高增益带宽‌：典型值200V/mV（LM339B）
3. ‌输出级‌：开漏NPN晶体管，支持线与逻辑
4. ‌保护电路‌：集成输入箝位二极管防止过压

3.2 工作模式

1. ‌电压比较模式‌：
   • 当IN+ > IN- + VOS时，输出高阻抗
   • 当IN+ < IN- + VOS时，输出晶体管导通
2. ‌特殊输入情况‌：
   • 单输入超出共模范围时仍能正确比较
   • 双输入超出共模范围需参考应用笔记

四、典型应用设计

4.1 单端比较器电路

‌设计要点‌：

• 参考电压设置：建议使用1%精度电阻分压
• 上拉电阻选择：
  • TTL负载：1kΩ至4.7kΩ
  • CMOS负载：10kΩ至100kΩ
• 去耦电容：0.1μF陶瓷电容靠近VCC引脚

4.2 窗口比较器

‌实现方案‌：

1. 使用两个比较器构建上下阈值
2. 输出通过二极管实现"与"逻辑
3. 阈值公式：
   • V_upper = Vref×(R1+R2)/(R1+R2+R3)
   • V_lower = Vref×R1/(R1+R2+R3)

五、布局与热管理

5.1 PCB设计指南

1. ‌电源处理‌：
   • 每个比较器电源引脚单独去耦
   • 避免长电源走线引入噪声
2. ‌信号隔离‌：
   • 敏感信号远离输出走线
   • 必要时添加地线屏蔽

5.2 热设计考虑

• ‌热阻参数‌：
  • SOIC封装：θJA=111.2°C/W
  • WQFN封装：θJA=67.6°C/W
• ‌散热建议‌：
  • 高功耗应用优先选择WQFN封装
  • 散热焊盘必须焊接至PCB地平面

六、选型指南

应用场景	推荐型号	关键优势
汽车电子	LM2901B-Q1	AEC-Q100认证，125°C工作
工业控制	LM339B	高精度，38V耐压
航天军工	LM139-SP	抗辐射，-55°C至125°C
消费电子	LM339PW	小尺寸TSSOP封装