高速低功耗TTL比较器MAX9107/MAX9108/MAX9109 ：设计利器

在硬件设计领域，比较器是一种常见且关键的器件，它能对两个输入信号进行比较并输出相应的高低电平信号。今天，我们就来深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比较器，看看它们有哪些独特的优势和应用场景。

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产品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109是一系列高速、低功耗的电压比较器，适用于由单+5V电源供电的系统。它们具有25ns的传播延迟（输入过驱动为10mV时），每个比较器的功耗仅为1.75mW，输入共模范围宽，从地以下200mV到正电源轨1.5V以内。这些比较器的输出与TTL兼容，无需外部上拉电路，并且内置迟滞功能，即使在输入信号缓慢变化时也能确保输出干净切换。

与行业标准比较器MAX907/MAX908/MAX909相比，MAX9107/MAX9108/MAX9109具有更高的速度、更低的功耗和更低的成本。其中，MAX9109还具有输出锁存功能，但没有互补输出。

产品特性

高速低功耗：

25ns的传播延迟能满足高速信号比较的需求，同时每个比较器仅1.75mW的功耗，在对功耗要求较高的应用中表现出色。比如在一些小型化、电池供电的设备里，低功耗特性可以有效延长电池的使用时间。

宽输入范围：

输入范围包含地电压，并且可以承受一定的负电压，这大大增加了其使用的灵活性。在实际设计中，我们就不用担心输入信号的电压范围过小而无法使用该比较器。

低失调电压：

最大失调电压仅为4.0mV，能保证比较器的比较精度，减少误差。在对精度要求较高的A/D转换器等应用中，这一特性就显得尤为重要。

内置迟滞：

2mV的内部迟滞可提供干净的开关，避免了因输入信号的微小波动而导致输出的频繁跳变。大家在设计时有没有遇到过因为输入信号的抖动而让输出不稳定的情况呢？有了这个内置迟滞功能，这种问题就能得到很好的解决。

TTL兼容输出：

输出与TTL电平兼容，方便与其他TTL逻辑电路连接，无需额外的电平转换电路。

输出锁存（仅MAX9109）：

MAX9109的输出锁存功能可以将比较结果锁存起来，便于后续的处理和控制。

节省空间的封装：

提供多种封装形式，如6引脚SC70（MAX9109）、8引脚SOT23（MAX9107）和14引脚TSSOP（MAX9108），满足不同的空间需求。对于一些对PCB空间要求苛刻的设计，这些小封装的比较器就非常合适。

应用领域

该系列比较器的应用场景非常广泛，主要包括以下几个方面：

电池供电系统：

低功耗特性使其非常适合电池供电的设备，如便携式仪器、无线传感器等。

A/D转换器：

可用于A/D转换器的输入信号比较，提高转换精度。

线路接收器：

在通信线路中，用于接收和比较信号。

阈值检测器/鉴别器：

用于检测输入信号是否超过设定的阈值。

采样电路：

在采样电路中，对输入信号进行比较和采样。

过零检测器：

检测输入信号的过零时刻。

电气特性

电源电压范围：

工作电压范围为4.5V至5.5V，保证了在不同电源条件下的稳定工作。

输入失调电压：

在+25°C时，典型值为0.5mV，最大值为1.6mV；在全温度范围内，最大值为4.0mV。

输入迟滞：

输入迟滞为2mV，确保了输出的稳定切换。

输入偏置电流和失调电流：

输入偏置电流最大值为350nA，输入失调电流最大值为80nA。

输入电压范围：

输入电压范围为-0.2V至VCC - 1.5V。

共模抑制比和电源抑制比：

共模抑制比和电源抑制比在一定条件下可达到50至1000μV/V，保证了对共模信号和电源波动的抑制能力。

输出电压：

输出高电压典型值为3.5V，输出低电压在不同负载电流下有不同的值。

传播延迟：

传播延迟为25ns，确保了高速的信号处理能力。

详细设计注意事项

电路布局：

由于该系列比较器具有较高的增益带宽，在设计PCB时，需要采用具有良好低电感接地平面的印刷电路板，将去耦电容（如0.1µF陶瓷电容）尽可能靠近VCC放置，并注意去耦电容的带宽和引脚长度。同时，输入和输出引脚的长度也要尽量短，以避免不必要的寄生反馈。此外，建议直接将器件焊接到印刷电路板上，而不是使用插座。大家在实际布局时，有没有什么好的经验可以分享呢？

输入过驱动：

输入可以在一定条件下进行过驱动，但要注意限制流入器件的电流不超过25mA。如果输入过驱动，输出可能会反转，可通过添加外部二极管来防止这种情况发生。

电池供电红外数据链路应用：

在电池供电的红外数据链路中，该系列比较器可以与其他器件配合使用，实现红外数据的接收。例如，在图4所示的电路中，MAX4400将光电二极管电流转换为电压，MAX9109判断放大器输出是否足够高以表示“1”，整个电路的电流消耗非常小。

总结

MAX9107/MAX9108/MAX9109系列比较器以其高速、低功耗、宽输入范围、内置迟滞等特性，成为了电子工程师在设计中的得力工具。无论是在电池供电系统、A/D转换器还是其他应用领域，都能发挥出其独特的优势。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择封装形式和注意电路布局等问题，以充分发挥这些比较器的性能。大家在使用这些比较器的过程中，有没有遇到过什么问题或者有什么独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流。