MAX965–MAX970 比较器：超低电压微功耗的卓越之选

在电子设计领域，对于比较器的性能要求日益严苛，尤其是在超低电压、微功耗的应用场景中。Maxim Integrated推出的MAX965–MAX970系列单/双/四通道微功耗比较器，凭借其出色的特性，成为众多工程师的理想选择。

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1. 产品概述

MAX965–MAX970系列比较器具备轨到轨输入和输出能力，支持单电源供电，电压范围从 +1.6V 至 +5.5V，非常适合两电池供电的应用。每个比较器的供电电流小于 5µA，具有开漏输出，可将输出电压拉至高于 VCC 至 6V（最大）。此外，轨到轨输入共模电压范围使其在超低电压操作中表现出色。

1.1 主要特性

• 超低单电源操作：最低可支持 +1.6V 单电源，拓宽了在低电压环境下的应用范围。
• 轨到轨共模输入电压范围：允许输入信号在接近电源轨的范围内变化，增强了信号处理能力。
• 低静态电流：每个比较器的静态电流仅 3µA，有效降低了功耗。
• 开漏输出：输出可摆动超过 VCC，方便与其他电路进行接口。
• 高精度内部参考：部分型号（MAX965/967/968/969）具备 1.235V ±1.5% 的精密内部参考电压。
• 快速传播延迟：在 50mV 过驱动下，传播延迟仅 10µs，确保了快速的信号响应。
• 节省空间的封装：提供 8 引脚 µMAX 和 16 引脚 QSOP 封装，满足不同的 PCB 布局需求。

1.2 应用领域

该系列比较器适用于多种应用场景，包括两电池供电/便携式系统、窗口比较器、阈值检测器/鉴别器、移动通信、电压电平转换以及接地/电源感应应用等。

2. 产品选型

MAX965–MAX970 系列包含多个型号，每个型号在内部参考、比较器数量和可编程滞后等方面存在差异。以下是选型指南：	PART	INTERNAL REFERENCE	COMPARATORS PER PACKAGE	PROGRAMMABLE HYSTERESIS
MAX965	Yes	1	Yes
MAX966	No	2	No
MAX967	Yes	2	Yes
MAX968	Yes	2	Yes
MAX969	Yes	4	Yes
MAX970	No	4	No

工程师可根据具体的设计需求，选择合适的型号。例如，如果需要单个比较器且具备可编程滞后和内部参考，MAX965 是不错的选择；而对于需要多个比较器且对内部参考和滞后功能要求不高的应用，MAX966 或 MAX970 可能更合适。

3. 电气特性

3.1 电源相关特性

• 电源电压范围：不同封装和温度范围下，电源电压范围有所不同。一般在 1.6V 至 5.5V 之间，但在特定条件下，µMAX 封装在 -40°C 至 +85°C 温度范围时，最低工作电压为 1.8V。
• 供电电流：不同型号的供电电流存在差异，例如 MAX965 的供电电流在 7.0µA 至 12µA 之间。
• 上电时间：当电源电压从 0V 阶跃到 5V 时，上电时间为 20µs。

3.2 比较器特性

• 电源抑制比（PSRR）：在 1.7V ≤ VCC ≤ 5.5V 范围内，PSRR 为 0.1mV/V 至 1.0mV/V。
• 共模电压范围：在不同温度条件下，共模电压范围有所变化。在 +25°C 时，范围为 -0.25V 至 VCC；在 -40°C 至 +85°C 时，范围为 -0.25V 至 VCC - 0.25V。
• 输入失调电压：不同封装和共模范围下，输入失调电压不同。例如，在全共模范围内，SO 封装的输入失调电压最大为 7.0mV，QSOP 封装为 10.0mV，µMAX 封装在 -40°C 至 +85°C 时为 15.0mV。
• 输入滞后：当 HYST = REF 时，输入滞后为 ±1mV。
• 传播延迟：在不同过驱动条件下，传播延迟不同。例如，在 50mV 过驱动下，传播延迟为 10µs。

3.3 参考电压特性

内部 1.235V 带隙参考电压在不同温度范围和封装下具有不同的精度。在商业温度范围（0°C 至 +85°C）内，精度为 ±1.5%；在扩展温度范围（-40°C 至 +85°C）内，精度为 ±2.5%。REF 输出通常能够提供 50µA 的源电流。

4. 典型应用电路

4.1 红外接收器应用

使用 MAX965 作为红外接收器时，红外光电二极管根据红外光的强度产生电流，该电流在 R1 上产生电压。当该电压超过施加到反相输入的参考电压时，输出状态发生变化。可选的 R3 可提供额外的滞后，增强抗噪声能力。

4.2 两电池到 TTL 逻辑电平转换应用

MAX965 可将两电池的电压信号转换为 TTL 兼容信号。比较器的电源电压来自两电池供电，输出通过上拉电阻连接到 5V 电源。

5. 滞后设计

5.1 具备 HYST 引脚的型号（MAX965/MAX967/MAX968/MAX969）

这些型号可通过连接外部电阻 R1 和 R2 来编程滞后。将 R1 连接在 REF 和 HYST 之间，R2 连接在 HYST 和 GND 之间。滞后带（VHB）约为 HYST 和 REF 之间电压的两倍，范围从 ±1mV 到最大 ±50mV。可根据以下公式计算 R1 和 R2 的值： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I_{REF }] 其中，IREF 为参考源提供的电流，一般选择在 0.1µA 至 4µA 之间。

5.2 无 HYST 引脚的型号（MAX966/MAX970）

对于这些型号，可使用三个电阻通过正反馈来产生滞后。该方法通常比使用 HYST 引脚的方法消耗更多电流，并且滞后响应时间较慢。具体的电阻值计算方法可参考文档中的详细步骤。

6. 注意事项

6.1 绝对最大额定值

在使用过程中，需注意电源电压、输入输出电压、输入引脚电流等参数不能超过绝对最大额定值，否则可能导致器件永久性损坏。例如，电源电压（VCC）最大为 +6V，输入引脚电流最大为 ±20mA。

6.2 噪声考虑

比较器的有效宽带峰峰值噪声约为 10µV，电压参考在使用 0.1µF 旁路电容时峰峰值噪声接近 1.0mV。当比较器与参考一起使用时，组合峰峰值噪声约为 1.0mV。应避免任何输出到参考引脚的电容耦合，以防止串扰增加参考的实际噪声。

6.3 电路布局和旁路

如果电源阻抗较低，可不使用电源旁路电容；但当电源阻抗较高或电源引线较长时，应使用 100nF 旁路电容。同时，应尽量缩短信号引线长度，以减少输入和输出之间的杂散电容，避免电路不稳定。

MAX965–MAX970 系列比较器以其出色的性能和丰富的功能，为电子工程师在超低电压、微功耗应用中提供了可靠的解决方案。在实际设计中，工程师需根据具体需求，合理选择型号，并注意相关的设计要点，以充分发挥该系列比较器的优势。大家在使用这个系列比较器的过程中，有没有遇到过什么独特的挑战或者有什么特别的应用技巧呢？欢迎在评论区分享交流。