MAX931-MAX934：超低功耗低成本比较器的卓越之选

引言

在电子设计领域，我们总是在不断追求着更低的功耗、更优的性能和更高的性价比。MAX931 - MAX934系列比较器就是这样一款能满足众多设计需求的优秀产品。今天就让我们一起来深入了解这款比较器，看看它究竟有哪些亮点和独特之处。

文件下载：MAX933.pdf

一、产品概述

1. 基本功能

MAX931 - MAX934是一系列具有板载2%精度基准的单、双和四通道微功耗、低压比较器。它们的突出特点是具备极低的功耗，例如MAX931在全温度范围内的电源电流小于4µA，同时还集成了一个1.182V ±2%的内部电压基准、可编程迟滞以及能吸收和提供电流的TTL/CMOS输出。

2. 供电与输入范围

该系列比较器非常适合3V或5V单电源应用，可在单+2.5V至+11V电源（或±1.25V至±5.5V双电源）下工作。每个比较器的输入电压范围从负电源轨延伸至正电源的1.3V以内，这一特性大大拓宽了其使用场景。

3. 输出特性

其独特的输出级能够持续提供高达40mA的电流，并且消除了比较器逻辑状态变化时常见的电源毛刺，最大程度地减少了寄生反馈，使得设计和使用更加简便，即使在电路板布局不是最优的情况下，也能保证良好的性能。

二、产品特性

1. 超低功耗

MAX931在扩展温度范围内的最大静态电流仅为4µA，这对于那些对功耗敏感的电池供电系统来说，无疑是一个巨大的优势。它能够有效延长电池的使用寿命，减少系统的能耗。

2. 宽电源范围

支持单电源+2.5V至+11V以及双电源±1.25V至±5.5V，为设计人员提供了更灵活的电源选择，能够适应不同的应用场景。

3. 内部基准与迟滞

内部集成的1.182V ±2%带隙基准电压，为比较器提供了稳定的参考电压。同时，可调节的迟滞功能能够增加比较器的抗干扰能力，减少输出的抖动。

4. 快速响应

在10mV过驱动下，传播延迟仅为12µs，能够快速响应输入信号的变化，满足高速应用的需求。

5. 输出兼容性

TTL/CMOS兼容的输出，方便与其他数字电路进行接口，降低了设计的复杂度。

6. 节省空间的封装

提供节省空间的µMAX封装，适合对空间要求较高的应用，如便携式设备等。

三、电气特性

1. 电源要求

在5V和3V电源下，不同型号的比较器在不同的温度范围内都有特定的电源电流要求。例如，在5V电源下，MAX931在TA = +25°C时，电源电流典型值为2.5µA，最大值为3.2µA。

2. 比较器特性

输入失调电压、输入泄漏电流、输入共模电压范围、共模抑制比、电源抑制比等参数都有明确的指标。例如，输入失调电压在VCM = 2.5V时，最大值为±10mV。

3. 基准特性

参考电压在不同的温度范围内有一定的波动，在C温度范围（0°C至+70°C）内，参考电压为1.158V至1.206V，在E温度范围（-40°C至+85°C）内，参考电压为1.147V至1.217V。

四、迟滞功能实现

1. MAX931/MAX932/MAX933的迟滞实现

通过在REF和HYST之间连接电阻R1，在HYST和V - 之间连接电阻R2，可以方便地添加迟滞功能。这种方式简单易用，而且产生的迟滞动作更快，消耗的电流也比使用外部正反馈的电路要少得多。迟滞带（上下阈值之差）约等于REF和HYST之间电压的两倍。

2. MAX934的迟滞实现

MAX934可以使用两个电阻通过正反馈来设置迟滞。不过这种电路通常比使用HYST引脚的电路消耗更多的电流，并且高反馈阻抗会减慢迟滞响应速度。设计时需要合理选择电阻值，以达到所需的迟滞电压和阈值电压。

五、典型应用

1. 自动关机电源

利用MAX931的低功耗、内部基准、迟滞和高电流输出等特性，可以设计出一个具有定时自动关机功能的40mA电源。通过合理选择电阻和电容的值，可以控制电源的导通时间，例如使用2MΩ电阻和10µF电容时，最大导通时间约为92秒。

2. 窗口检测器

MAX933非常适合用于制作窗口检测器（欠压/过压检测器）。通过合理选择电阻值，可以设置所需的欠压和过压阈值，并添加迟滞功能以防止输出在阈值附近产生抖动。

3. 条形图电平表

MAX931系列的高输出源能力使其适合驱动LED，可设计出简单的四级电平检测器，通过不同的阈值来控制LED的点亮，实现电平指示功能。

4. 电平转换器

可以将±5V的双极性输入转换为TTL信号，通过10kΩ电阻保护比较器输入，确保电路的稳定运行。

5. 两级低压检测器

MAX932可以对输入电压进行两级监测，当输入电压高于LOW和FAIL阈值时，输出为高电平。阈值的计算方法与窗口检测器类似。

六、注意事项

1. 噪声考虑

虽然比较器具有很高的增益，但由于噪声的影响，实际有用的增益会受到限制。比较器的有效宽带峰 - 峰值噪声约为0.3mV，电压基准的峰 - 峰值噪声接近1mV。在布局时要特别注意避免任何输出到参考引脚的电容耦合，以免增加参考电压的实际噪声。

2. 电路板布局与旁路

当电源阻抗较低时，不需要使用电源旁路电容；但当电源阻抗较高或电源引线较长时，应使用100nF的旁路电容。同时，要尽量减小信号引线的长度，以减少输入和输出之间的杂散电容，防止电路不稳定。另外，不要对参考输出进行旁路。

七、总结

MAX931 - MAX934系列比较器以其超低功耗、低成本、丰富的功能和良好的性能，为电子工程师在设计各种应用电路时提供了一个理想的选择。无论是电池供电系统、阈值检测器还是报警电路等，都能发挥出其独特的优势。在实际应用中，我们需要根据具体的需求合理选择型号，并注意电路的布局和噪声等问题，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中有没有遇到什么有趣的设计案例呢？欢迎在评论区分享交流。