探索MAX9092/MAX9093/MAX9094/MAX9095通用比较器：低电压、小封装的理想之选

在电子设计领域，比较器是一种常用的基础器件，广泛应用于各种电路中。今天，我们来深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX9092/MAX9093/MAX9094/MAX9095通用比较器，看看它们有哪些独特的优势和应用场景。

文件下载：MAX9094.pdf

一、产品概述

MAX9092/MAX9093/MAX9094/MAX9095比较器是LMX393/LMX393H/LMX339/LMX339H的引脚兼容替代品。其中，MAX9093/MAX9095具有内部迟滞功能，能有效提供抗噪能力，即使在输入信号缓慢变化时，也能防止输出振荡。

这些IC的优点众多，包括低电源电压、小封装和低成本。它们还具备宽电源电压范围、宽工作温度范围、出色的共模抑制比（CMRR）和电源抑制比（PSRR）、良好的响应时间特性、低输入失调、低噪声、低输出饱和电压、低输入偏置电流以及射频抗干扰能力。

该系列IC提供8引脚SOT23/μMAX和14引脚TSSOP/SO封装，满足不同的设计需求。

二、应用领域

1. 移动通信

在手机等移动通讯设备中，对功耗和空间要求较高。这些比较器的低电压、低功耗和小封装特性，使其非常适合用于电池管理、信号检测等电路。

2. 笔记本电脑和个人数字助理（PDAs）

在笔记本电脑和PDAs中，需要对各种信号进行精确比较和处理。这些比较器能够在低电压下稳定工作，为设备提供可靠的信号处理能力。

3. 电池供电电子设备

对于电池供电的电子设备，延长电池续航时间是关键。这些比较器的低功耗特性可以有效降低设备的功耗，延长电池使用寿命。

4. 通用便携式设备

在各种通用便携式设备中，如手持仪器、可穿戴设备等，对体积和功耗有严格要求。这些比较器的小封装和低功耗特点使其成为理想选择。

5. 通用低电压应用

在许多低电压应用场景中，这些比较器都能发挥重要作用，如传感器信号处理、电源管理等。

三、产品特性

1. 宽电压范围与温度范围

• 保证在+1.8V至+5.5V的电源电压下正常工作，适应不同的电源环境。
• 工作温度范围为 -40°C至+125°C，满足汽车等对温度要求较高的应用场景。

2. 低功耗特性

在 (V_{DD}=+5.0V) 时，每通道的电源电流仅为65μA，有效降低了系统功耗。

3. 输入特性

• 输入共模电压范围包含地，方便与各种信号源连接。
• 输入过驱动时无相位反转，保证了信号处理的准确性。
• MAX9093/MAX9095具有2mV的内部迟滞，增强了抗噪能力。

4. 输出特性

• 低输出饱和电压（120mV），提高了输出信号的质量。
• 开漏输出，方便与其他电路进行接口。
• 快速的100ns传播延迟，能够快速响应输入信号的变化。

四、关键参数与特性

1. 绝对最大额定值

为了确保器件的安全使用，我们需要了解其绝对最大额定值。

参数	额定值
电源电压（(V{DD}) 到 (V{SS})）	-0.3V至+6V
除输出引脚外的其他引脚	((V{SS}) - 0.3V)到((V{DD}) + 0.3V)
输出引脚	((V_{SS}) - 0.3)到6V
差分输入电压 (IN+, IN-)	±3.6V
连续功率耗散（多层板，(T_A = +70°C)）	不同封装有不同的额定值，如SOT23为408.2mW（+70°C以上每升高1°C降额5.1mW）等
工作温度范围	-40°C至+125°C
结温	+150°C
存储温度范围	-65°C至+150°C
引脚温度（焊接，10s）	+300°C
焊接温度（回流焊）	+260°C

需要注意的是，超过这些绝对最大额定值可能会导致器件永久性损坏，在设计时一定要严格遵守。

2. 封装热特性

不同封装的热特性也有所不同，以下是一些常见封装的热阻参数：	封装类型	结到环境热阻 ((θ_{JA}))	结到外壳热阻 ((θ_{JC}))
SOT23	196°C/W	70°C/W
μMAX	206.3°C/W	42°C/W
TSSOP	100.4°C/W	30°C/W
SO	84°C/W	34°C/W

在设计散热方案时，需要根据这些热阻参数来进行合理的布局和散热设计。

3. 电气特性

这些比较器在不同电源电压下的电气特性也有所不同，以下是一些关键参数的示例：

• 直流电气特性 在不同电源电压（如1.8V、2.7V、5.0V）下，输入失调电压、输入偏置电流、输出饱和电压等参数会有所变化。例如，在 (V{DD}=2.7V) 时，输入失调电压典型值为0.4mV，最大值为7mV；在 (V{DD}=5.0V) 时，输出饱和电压在不同温度下有不同的取值范围。
• 交流电气特性 传播延迟是比较器的一个重要交流参数。以 (V_{DD}=5V) 为例，当输入过驱动为10mV时，输出高到低的传播延迟典型值为70ns；当输入过驱动为100mV时，典型值为50ns。

4. 典型工作特性

数据手册中还给出了一些典型工作特性曲线，如电源电流与电源电压、频率的关系，输入偏置电流与温度的关系，传播延迟与电容负载、输入过驱动、温度的关系等。通过这些曲线，我们可以更直观地了解比较器在不同工作条件下的性能表现。

五、引脚配置与描述

1. 引脚配置

MAX9092/MAX9093采用8引脚SOT23/μMAX封装，MAX9094/MAX9095采用14引脚TSSOP/SO封装。具体引脚配置如下：

• MAX9092/MAX9093：引脚包括 (V{DD})、(V{SS})、比较器A和B的输入输出引脚。
• MAX9094/MAX9095：除了包含比较器A和B的相关引脚外，还增加了比较器C和D的输入输出引脚。

2. 引脚描述

PIN	MAX9092/MAX9093	MAX9094/MAX9095	NAME	FUNCTION
1	1	2	OUTA	Comparator A Output (Open Drain)
2	2	4	INA -	Comparator A Inverting Input
3	3	5	INA +	Comparator A Noninverting Input
4	4	12	(V_{SS})	Negative Supply (Connect to Ground)
5	5	7	INB +	Comparator B Noninverting Input
6	6	6	INB -	Comparator B Inverting Input
7	7	1	OUTB	Comparator B Output (Open Drain)
8	8	3	(V_{DD})	Positive Supply
-	-	8	INC -	Comparator C Inverting Input
-	-	9	INC +	Comparator C Noninverting Input
-	-	10	IND -	Comparator D Inverting Input
-	-	11	IND +	Comparator D Noninverting Input
-	-	13	OUTD	Comparator D Output (Open Drain)
-	-	14	OUTC	Comparator C Output (Open Drain)

在实际应用中，需要根据这些引脚的功能来正确连接电路。

六、详细描述与应用信息

1. 工作电压与功耗

这些比较器的单电源工作电压范围为+1.8V至+5V，在不同电源电压下，每个比较器的电流消耗也有所不同。例如，在5V电源下，每个比较器大约需要65µA的电流；在2.7V电源下，大约需要50µA的电流。

2. 迟滞功能

许多比较器在工作的线性区域会因为噪声或寄生反馈而产生振荡，尤其是当两个输入引脚的电压相等或非常接近时。MAX9093/MAX9095具有内部迟滞功能，能够有效抵抗寄生效应和噪声。

迟滞功能在比较器中创建了两个阈值点：一个用于上升输入电压，一个用于下降输入电压。当比较器的输入电压相等时，迟滞效应会使一个输入引脚的电压迅速超过另一个，从而使输入信号离开容易产生振荡的区域，为噪声大、变化缓慢的输入信号提供清晰的输出转换。

除了内部迟滞，还可以通过两个电阻使用正反馈来增加额外的迟滞。以下是计算电阻值的步骤：

• 计算输出为高电平时的输出电压：[V{OUT (HIGH) }=V{DD }-I{LOAD } × R{L}]
• 计算比较器的阈值点： [V{T H}=V{R E F}+left(left(V{OUT (H I G H)}-V{R E F}right) R 2right) /(R 1+R 2)] [V{T L}=V{R E F}(1-(R 2 /(R 1+R 2)))] 其中，(V{TH}) 是当 (V{IN}) 上升超过阈值点时，比较器输出从高电平切换到低电平的阈值电压；(V{TL}) 是当 (V{IN}) 下降低于阈值点时，比较器输出从低电平切换到高电平的阈值电压。
• 计算迟滞带宽：[V{H Y S T}=V{T H}-V{T L}=V{D D}(R 2 /(R 1+R 2))]

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的电阻值，同时要注意电阻值的大小不能超过参考源所能提供的电流。

3. 电路板布局与旁路电容

在电路板布局时，建议在 (V{DD}) 和 (V{SS}) 之间使用0.1µF的旁路电容。为了最大化性能，应将该电容靠近 (V_{DD}) 引脚放置，并尽量缩短走线长度，以减少杂散电感。对于变化缓慢的输入信号（上升时间 > 1ms），可以在IN + 和IN - 之间使用1nF的电容来降低高频噪声。

七、订购信息

该系列比较器提供多种不同的型号和封装，以满足不同客户的需求。以下是一些常见的订购信息：	PART	TEMP RANGE	PIN - PACKAGE	TOP MARK
MAX9092 AKA +	-40°C to +125°C	8 SOT23	+AESO
MAX9092AUA +	-40°C to +125°C	8 µMAX	-
MAX9093 AKA +	-40°C to +125°C	8 SOT23	+AESP
MAX9093AUA +	-40°C to +125°C	8 µMAX	-
MAX9094 ASD +	-40°C to +125°C	14 SO	-
MAX9094AUD +	-40°C to +125°C	14 TSSOP	-
MAX9095 ASD +	-40°C to +125°C	14 SO	-
MAX9095AUD +	-40°C to +125°C	14 TSSOP	-

其中，“+” 表示无铅/符合RoHS标准的封装。

八、总结

MAX9092/MAX9093/MAX9094/MAX9095通用比较器以其低电压、小封装、低功耗和良好的抗噪能力等优点，在移动通信、笔记本电脑、电池供电设备等众多领域具有广泛的应用前景。在设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择型号和封装，并注意电路板布局和散热设计等问题。希望通过本文的介绍，能够帮助电子工程师们更好地了解和应用这些比较器。大家在实际使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。