Maxim MAX985/986/989/990/993/994 比较器：低功耗与高性能的完美结合

在电子设计领域，对于低电压、低功耗且具备出色性能的比较器需求日益增长。Maxim Integrated推出的MAX985、MAX986、MAX989、MAX990、MAX993和MAX994系列比较器，正是满足这些需求的优秀解决方案。本文将深入剖析这些比较器的特点、应用以及使用过程中的注意事项。

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一、产品概述

MAX985/986/989/990/993/994 系列包含单通道、双通道和四通道微功耗比较器，具有低电压工作和轨到轨输入输出的特性。其工作电压范围为 2.5V 至 5.5V，适用于 3V 和 5V 系统，也可使用 ±1.25V 至 ±2.75V 的双电源供电。该系列比较器仅消耗 11µA 的电源电流，同时实现 300ns 的传播延迟，输入偏置电流典型值为 1.0pA，输入失调电压典型值为 0.5mV。内部迟滞确保即使在缓慢变化的输入信号下也能实现清晰的输出切换。

轨到轨输入输出的特性使得这些比较器在很多应用场景中具有显著优势。它能够在接近电源轨的电压范围内正常工作，提高了信号处理的动态范围，增强了电路的适用性和实用性，这在一些对信号幅度要求较高的应用中尤为重要。大家在实际设计中，是否也体会到了轨到轨特性带来的便利呢？

二、产品选型

该系列产品提供了多种选择，根据通道数量和输出级类型的不同，可以满足不同的设计需求。具体选型信息如下表所示：	PART	每封装比较器数量	输出级类型
MAX985	1	推挽式
MAX986	1	开漏式
MAX989	2	推挽式
MAX990	2	开漏式
MAX993	4	推挽式
MAX994	4	开漏式

在选择时，需要根据实际电路的需求来确定通道数量和输出级类型。推挽式输出级能够同时吸收和提供电流，适用于需要直接驱动负载的场合；而开漏式输出则需要外部上拉电阻，常用于电平转换和信号隔离等应用。大家在选型时，是否也会纠结于不同输出级类型的选择呢？

三、电气特性

3.1 电源相关特性

• 电源电压范围：工作电源电压范围为 2.5V 至 5.5V，也支持 ±1.25V 至 ±2.75V 的双电源供电，这使得它在不同电源系统中都能灵活应用。
• 电源电流：仅消耗 11µA 的电源电流，在 1MHz 开关频率下，电源电流为 80µA，具有出色的低功耗特性。

3.2 输入特性

• 输入偏置电流：典型值为 1.0pA，输入失调电压典型值为 0.5mV，保证了输入信号的准确性。
• 共模输入电压范围：扩展至电源轨之外 250mV，增强了对共模干扰的抑制能力。

3.3 输出特性

• 推挽输出级：MAX985/989/993 具有推挽输出级，能够吸收和提供 8mA 电流，实现轨到轨输出摆幅，可直接驱动较大负载。
• 开漏输出级：MAX986/990/994 的开漏输出级电压可扩展至 VCC 以上，最大可达 6V，适用于电平转换和双极性到单端转换等应用。

比较器的输出级类型对电路设计有着重要影响。推挽输出级可以直接驱动负载，无需外部上拉电阻，简化了电路设计，但可能会引入较大的开关电流，需要注意电源的稳定性。开漏输出级则需要外部上拉电阻，增加了一定的设计复杂度，但它可以实现电平转换和信号隔离，适用于需要与不同电平系统接口的应用。在实际设计中，你是否遇到过因为输出级类型选择不当而导致的问题呢？

四、典型应用

4.1 零交叉检测器

如图 3 所示，将 MAX985 的反相输入接地，同相输入连接到 100mVP - P 信号源。当同相输入信号过 0V 时，比较器输出状态改变，可用于检测信号的零交叉点。

4.2 逻辑电平转换器

图 4 展示了将 5V 逻辑电平转换为 3V 逻辑电平的应用。MAX986 由 5V 电源供电，其开漏输出的上拉电阻连接到 3V 电源。这种配置可实现 5V 逻辑的全摆幅，同时避免 3V 逻辑输入过压。若要实现 3V 到 5V 的逻辑电平转换，只需将 3V 电源连接到 VCC，5V 电源连接到上拉电阻。

比较器在电池供电系统中具有显著的应用优势。由于其低功耗特性，能够有效降低电池的能量消耗，延长电池的使用寿命，这对于便携式和电池供电的设备尤为重要。同时，其轨到轨输入输出的能力使得在电池电压变化较大的情况下，仍能保持稳定的性能，确保系统的正常运行。在设计电池供电系统时，你是否会优先考虑具有低功耗和轨到轨特性的比较器呢？

五、设计注意事项

5.1 额外滞回

对于 MAX985/989/993，可通过三个电阻利用正反馈产生额外滞回，但会减慢滞回响应时间。计算电阻值时，需先选择 R3，使通过它的电流至少为 1µA 以减小漏电流误差；再选择所需的滞回带宽 VHB；然后根据公式计算 R1 和 R2；最后验证跳变电压和滞回。

对于 MAX986/990/994，计算电阻值的公式有所不同，需根据相应公式选择 R3、确定 VHB、计算 R1 和 R2 并验证。

5.2 电路板布局和旁路

通常不需要电源旁路电容，但在电源阻抗高、电源引线长或电源线上预计有过多噪声时，可使用 100nF 旁路电容。同时，应尽量减小信号走线长度，以减少杂散电容。

六、总结

MAX985/MAX986/MAX989/MAX990/MAX993/MAX994 系列比较器以其低功耗、宽电源电压范围、轨到轨输入输出等特性，为电子工程师在各种应用场景中提供了可靠的选择。在实际设计中，我们需要根据具体需求合理选型，充分考虑电气特性和应用注意事项，以实现最佳的电路性能。大家在使用这些比较器的过程中，是否有一些独特的经验和技巧可以分享呢？欢迎在评论区留言交流。