SGM8773：高压高精度双差分比较器的卓越之选

在电子设计领域，比较器是一种常见且关键的器件。今天我们要深入探讨的SGM8773，是SGMICRO推出的一款高压、高精度、推挽式双差分比较器，它在诸多方面展现出了独特的优势，能满足多种应用场景的需求。

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一、器件概述

SGM8773是一款双路、高精度差分电压比较器，专为高压操作而优化。它的供电范围极为宽泛，既可以采用2.8V至36V的单电源供电，也能使用±1.4V至±18V的双电源供电。而且，它的供电电流较低，并且不受电源电压的影响。其输入共模电压比 (+V_{S}) 低1.5V，具备推挽输出结构，无需外部上拉电阻，这对于PCB尺寸受限的应用来说是一个非常好的选择。该器件提供绿色SOIC - 8和TDFN - 3×3 - 8L两种封装形式，工作温度范围为 - 40℃至 + 125℃。

二、关键特性

1. 宽供电范围

单电源供电范围为2.8V至36V，双电源供电范围为±1.4V至±18V，这种宽供电范围使得SGM8773能够适应不同的电源环境，为设计带来了更大的灵活性。

2. 低功耗

典型供电电流仅为330μA，有助于降低系统的整体功耗，延长电池供电设备的续航时间。

3. 高精度

最大输入失调电压为2.4mV，典型输入偏置电流为±20pA，保证了比较器的高精度性能，能够准确地进行电压比较。

4. 推挽输出结构

这种结构无需外部上拉电阻，简化了电路设计，同时降低了成本和PCB空间需求。

5. 支持多种逻辑

能够支持CMOS或TTL逻辑，方便与不同类型的电路进行接口。

6. 宽工作温度范围

可在 - 40℃至 + 125℃的温度范围内正常工作，适用于各种恶劣的工业和户外环境。

三、应用领域

1. 电源系统监控

可以实时监测电源电压的变化，确保电源系统的稳定运行。

2. 医疗设备

高精度和低功耗的特性使其非常适合医疗设备中的电压比较和信号处理。

3. 工业应用

宽供电范围和宽工作温度范围使其能够在工业环境中可靠工作，用于传感器信号处理和控制电路。

4. 电池管理系统

可以对电池的电压进行精确监测，实现电池的充放电管理和保护。

四、电气特性

1. 输入特性

在 (T{A}= + 25^{circ}C) 、 (V{S}= ±1.4V) 至 ±18V的条件下，输入失调电压典型值为0.6mV，最大为2.4mV；输入偏置电流典型值为±20pA，最大为 + 240pA；输入失调电流典型值为±20pA，最大为±320pA。

2. 输出特性

输出电压摆幅方面，当 (I{SOURCE}= 8mA) 、 (V{D}= 0.2V) 时， (V{OH}) 典型值为360mV，最大为450mV；当 (I{SINK}= 8mA) 、 (V{ID}= - 0.2V) 时， (V{OL}) 典型值为200mV，最大为280mV。输出短路电流方面， (I{SOURCE}) 典型值为25mA， (I{SINK}) 典型值为36mA。

3. 其他特性

共模抑制比（CMRR）在 (V{S}= ±18V) 、 (V{CM}= - V{S}) 至 ((+V{S}) - 1.5V) 条件下，典型值为116dB；电源抑制比（PSRR）在 (V_{S}= 2.8V) 至36V条件下，典型值为116dB。

五、开关特性

在 (T{A}= + 25^{circ}C) 、 (V{S}= ±2.5V) 、 (C{L}= 15pF) 的条件下，当输入过驱动为10mV时，传播延迟（高到低） (t{PHL}) 典型值为90ns，传播延迟（低到高） (t{PLH}) 典型值也为90ns；当输入过驱动为100mV时， (t{PHL}) 和 (t_{PLH}) 典型值均为60ns。上升时间和下降时间在不同过驱动条件下典型值均为20ns。

六、典型性能特性

1. 传播延迟与输入过驱动的关系

随着输入过驱动的增加，传播延迟会减小。不同电源电压下，传播延迟的变化趋势有所不同，但总体上输入过驱动越大，传播延迟越短。

2. 传播延迟与容性负载的关系

容性负载越大，传播延迟越长。在设计电路时，需要考虑容性负载对传播延迟的影响，以确保系统的响应速度。

3. 输出电压与温度的关系

输出高电压和输出低电压会随着温度的变化而发生一定的波动，但在整个工作温度范围内，波动范围相对较小，保证了输出的稳定性。

4. 输出短路电流与温度的关系

输出短路电流也会受到温度的影响，在不同温度下，输出短路电流的变化情况需要在设计中加以考虑。

七、详细描述

1. 输出结构

SGM8773采用推挽输出级。当输出从逻辑高/低变为低/高时，变化的灌/拉电流将输出引脚拉/推至逻辑低/高。在过渡开始时，较大的灌/拉电流用于实现从高/低到低/高的高转换速率。一旦输出电压达到 (V{OL} / V{OH}) ，灌/拉电流将减小到合适的值以维持 (V{OL} / V{OH}) 的静态条件。这种电流驱动的推挽输出级可以显著降低应用系统的功耗。

2. 应用信息

布局和去耦

良好的电源去耦、布局和接地对于SGM8773实现系统的全高速能力非常重要。可以使用0.1µF至4.7µF的陶瓷电容进行电源去耦，该电容应尽可能靠近 (+V_{S}) 引脚放置。如果系统设计中需要低转换速率，可以通过调整负载电容来改变转换速率，较重的容性负载会减慢输出电压的转换，这一特性可用于降低对噪声敏感系统中1和0之间快速边沿转换产生的干扰。接地方面，连续且低电感的接地平面是不错的选择。布局时，应使用短的PCB走线，以避免比较器周围出现不必要的寄生反馈，并且建议直接将SGM8773焊接到PCB上，不推荐使用插座。

八、封装信息

1. 封装尺寸

提供SOIC - 8和TDFN - 3×3 - 8L两种封装，文档中详细给出了这两种封装的外形尺寸和推荐焊盘尺寸，方便工程师进行PCB设计。

2. 编带和卷轴信息

介绍了SOIC - 8和TDFN - 3×3 - 8L封装的编带和卷轴的关键参数，包括卷轴直径、宽度等，以及纸箱尺寸信息，为产品的包装和运输提供了参考。

SGM8773凭借其宽供电范围、高精度、低功耗和推挽输出结构等优势，在电源系统监控、医疗设备、工业应用和电池管理系统等领域具有广阔的应用前景。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择封装形式，注意布局和去耦等问题，以充分发挥SGM8773的性能优势。大家在使用SGM8773的过程中，有没有遇到过一些特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。