MAX965 - MAX970 系列比较器：低电压、微功耗的理想之选

在电子设计领域，对于低电压、微功耗且具备高性能的比较器需求日益增长。今天我们要深入探讨的 Maxim Integrated 公司的 MAX965 - MAX970 系列比较器，正是满足这些需求的典型代表产品。

文件下载：MAX966.pdf

一、产品概述

MAX965 - MAX970 是一系列单路/双路/四路微功耗比较器，具有轨到轨输入输出特性，能够在低至 +1.6V 的单电源电压下稳定工作。每路比较器的供电电流小于 5µA，输出为开漏结构，可上拉至高于 VCC 至比地高 6V（最大值）。其轨到轨输入共模电压范围，使其能够适应超低电压的应用场景。

该系列比较器的单电源工作电压范围为 +1.6V 至 +5.5V，非常适合两电池供电的应用。部分型号如 MAX965/MAX967/MAX968/MAX969 提供可编程迟滞功能，并内置 1.235V ±1.5% 的参考电压。所有器件均提供节省空间的 8 引脚 µMAX 或 16 引脚 QSOP 封装。

二、关键特性

2.1 超低电压工作能力

能够在低至 +1.6V 的单电源下工作，这使得它在一些对电源电压要求苛刻的应用中表现出色。不过，当电源电压低于 1.6V 时，性能会有所下降，供电电流也会减小。在实际设计中，我们需要根据具体应用场景来评估电源电压对性能的影响。大家在使用时有没有遇到过因为电压过低而导致的性能问题呢？

2.2 轨到轨共模输入电压范围

这一特性使得比较器能够处理接近电源轨的输入信号，为设计带来了更大的灵活性。在多电压系统中，能够方便地进行电压电平转换。

2.3 低静态电流

每路比较器的静态电流仅为 3µA，大大降低了系统的功耗，延长了电池供电设备的续航时间。

2.4 开漏输出

开漏输出可以方便地与其他电路进行接口，并且可以通过外部上拉电阻实现不同的输出电平。同时，输出能够摆动到高于 VCC 的电压，增加了应用的灵活性。

2.5 高精度内部参考电压

部分型号内置 1.235V ±1.5% 的高精度参考电压，为比较器的精确比较提供了可靠的基准。在需要高精度比较的应用中，这个特性显得尤为重要。

2.6 快速传播延迟

在 50mV 过驱动的情况下，传播延迟仅为 10µs，能够快速响应输入信号的变化，满足高速应用的需求。

2.7 节省空间的封装

提供 8 引脚 µMAX 和 16 引脚 QSOP 封装，适合对空间要求较高的应用。

三、应用领域

该系列比较器的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：

3.1 两电池供电/便携式系统

由于其低功耗和低电压工作特性，非常适合用于两电池供电的便携式设备，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等，能够有效延长设备的续航时间。

3.2 窗口比较器

可以用于检测输入信号是否在特定的电压范围内，实现对信号的精确监测。

3.3 阈值检测器/鉴别器

用于检测输入信号是否超过或低于某个阈值，实现信号的鉴别和处理。

3.4 移动通信

在移动通信设备中，可用于信号的比较和处理，确保信号的准确性和稳定性。

3.5 电压电平转换

利用其轨到轨输入输出特性，能够方便地实现不同电压电平之间的转换，满足多电压系统的需求。

3.6 接地/电源感应应用

用于检测电源电压或接地状态，确保系统的安全稳定运行。

四、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

在选型时，我们需要根据具体的应用需求来选择合适的型号。如果需要内部参考电压和可编程迟滞功能，可以选择 MAX965、MAX967、MAX968 或 MAX969；如果对参考电压和迟滞功能没有要求，可以选择 MAX966 或 MAX970。大家在选型时，会优先考虑哪些因素呢？

五、电气特性

5.1 电源相关特性

• 供电电压范围：不同封装和温度范围下，供电电压范围有所不同。一般来说，在 0°C 至 +85°C 温度范围内，所有封装的供电电压范围为 1.6V 至 5.5V；在 -40°C 至 +85°C 温度范围内，SO/QSOP 封装为 1.7V 至 5.5V，µMAX 封装为 1.8V 至 5.5V。
• 比较器最低工作电压：最低为 1.0V，但在低于 1.6V 时，性能会下降。
• 供电电流：不同型号的供电电流有所差异，例如 MAX965 为 7.0 - 12µA，MAX966 为 6.0 - 10µA 等。
• 上电时间：VCC 从 0V 阶跃到 5V 时，输出有效时间为 20µs。

5.2 比较器相关特性

• 电源抑制比（PSRR）：在 1.7V ≤ VCC ≤ 5.5V 范围内，为 0.1 - 1.0mV/V。
• 共模电压范围：在不同温度下有所不同，TA = +25°C 时为 -0.25V 至 VCC；TA = -40°C 至 +85°C 时为 -0.25V 至 VCC - 0.25V。
• 输入失调电压：不同封装和温度范围下，输入失调电压有所差异，例如 SO 封装在某些情况下为 3.0mV，µMAX 封装在 -40°C 至 +85°C 时全共模范围为 15.0mV。
• 输入迟滞：当 HYST = REF 时，为 ±1mV。
• 输入偏置电流：在共模范围为 -0.25V 至 (VCC - 0.25V) 时，为 0.001 - ±5nA；全共模范围且 TA = +25°C 时，为 0.001 - ±50pA。
• 输入失调电流：为 0.2nA。
• 输入电容：为 7.0pF。

5.3 参考电压相关特性

不同封装和温度范围下，参考电压有所差异。例如 SO 封装参考电压为 1.125 - 1.255V，µMAX 封装在 -40°C 至 +85°C 时为 1.185 - 1.285V。参考电压源电流为 15 - 50µA，吸收电流为 200 - 400nA。

六、典型应用电路

文档中给出了多个典型应用电路，下面为大家简要介绍几个：

6.1 红外接收器

使用 MAX965 作为红外接收器，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端的参考电压时，输出发生变化。可选的 R3 提供额外的迟滞，以增强抗噪声能力。

6.2 两电池到 TTL 逻辑电平转换器

利用 MAX965 将两电池电压信号转换为 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。

七、迟滞功能

许多比较器在工作的线性区域由于噪声或寄生反馈而产生振荡，MAX965 - MAX970 系列比较器通过内部迟滞来克服这些问题。部分型号还可以通过外部电阻对迟滞进行编程。

7.1 MAX965/MAX967/MAX968/MAX969 的迟滞编程

通过在 REF 和 HYST 之间连接电阻 R1，在 HYST 和 GND 之间连接电阻 R2，可以对迟滞进行编程。迟滞带宽（VHB）约为 HYST 和 REF 之间电压的两倍，范围为 ±1mV 至最大 ±50mV。计算公式为： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I_{REF }]

7.2 MAX966/MAX970 的迟滞生成

这两款型号没有用于编程迟滞的 HYST 引脚，可以通过三个电阻使用正反馈来生成迟滞。但这种方法通常比使用 HYST 引脚的方法消耗更多电流，并且会减慢迟滞响应时间。

八、注意事项

8.1 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。当比较器与参考电压一起使用时，组合峰 - 峰值噪声约为 1.0mV。要避免任何输出到参考引脚的电容耦合，因为串扰会显著增加参考电压的实际噪声。

8.2 电路布局和旁路

如果电源阻抗较低，则不需要电源旁路电容；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，要尽量减小信号引线长度，以减少输入和输出之间的杂散电容，避免可能导致的不稳定。

MAX965 - MAX970 系列比较器以其低电压、微功耗、轨到轨输入输出等特性，为电子工程师在设计低功耗、高性能电路时提供了一个优秀的选择。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选型，并注意电路设计中的各种细节，以充分发挥该系列比较器的优势。大家在使用类似比较器时，有没有什么独特的经验或者遇到过什么难题呢？欢迎在评论区分享交流。