MAX917 - MAX920：納米功耗、超性能的軌外比較器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，對(duì)于高性能、低功耗比較器的需求一直存在。今天，我們就來深入探討一下MAXIM公司推出的MAX917 - MAX920系列納米功耗軌外比較器，看看它有哪些獨(dú)特之處，能為我們的設(shè)計(jì)帶來怎樣的便利。

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一、產(chǎn)品概述

MAX917 - MAX920系列比較器采用節(jié)省空間的SOT23封裝，具備軌外（Beyond - the - Rails?）輸入特性，并且能保證在低至 +1.8V 的電源電壓下正常工作。該系列分為帶參考電壓和不帶參考電壓兩種類型。其中，MAX917/MAX918帶有板載1.245V ±1.5%的參考電壓，每個(gè)比較器的電源電流僅為750nA；而MAX919/MAX920不帶參考電壓，電源電流更是低至380nA。這種超低功耗的特性，使得它們非常適合用于兩電池應(yīng)用，如電池監(jiān)測(cè)和管理等。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

2.1 超低電源電流

不同型號(hào)的比較器在電源電流方面表現(xiàn)出色。MAX919/MAX920每個(gè)比較器僅需380nA的電源電流，而帶參考電壓的MAX917/MAX918也只需750nA。這對(duì)于對(duì)功耗敏感的應(yīng)用來說，無疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。大家在設(shè)計(jì)低功耗系統(tǒng)時(shí)，是否會(huì)優(yōu)先考慮這種超低功耗的比較器呢？

2.2 寬電源電壓范圍

該系列比較器能保證在低至 +1.8V 的電源電壓下工作，電源電壓范圍可從1.8V到5.5V。這種寬范圍的電源電壓適應(yīng)性，使得它們?cè)诓煌碾娫喘h(huán)境下都能穩(wěn)定工作。

2.3 軌外輸入能力

輸入電壓范圍可超出電源軌200mV，這一特性為設(shè)計(jì)帶來了更大的靈活性。在一些復(fù)雜的信號(hào)處理場(chǎng)景中，軌外輸入能力可以讓我們更方便地處理超出電源電壓范圍的信號(hào)。

2.4 多種輸出類型

MAX917/MAX919具有推挽輸出級(jí)，能夠吸收和提供電流，最大驅(qū)動(dòng)能力可達(dá) ±8mA，適合需要較大驅(qū)動(dòng)能力的應(yīng)用。而MAX918/MAX920則具有開漏輸出級(jí)，適合混合電壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，方便實(shí)現(xiàn)線或邏輯功能。

2.5 無撬棍電流切換

獨(dú)特的輸出級(jí)設(shè)計(jì)在切換時(shí)能限制電源電流浪涌，幾乎消除了許多其他比較器常見的電源毛刺，同時(shí)也降低了動(dòng)態(tài)條件下的整體功耗。在電池供電的應(yīng)用中，這一特性可以顯著延長(zhǎng)電池的使用壽命。

2.6 內(nèi)部遲滯

內(nèi)部遲滯確保了即使在輸入信號(hào)緩慢變化的情況下，也能實(shí)現(xiàn)干凈的輸出切換，有效避免了因噪聲或寄生反饋導(dǎo)致的振蕩問題。

三、電氣特性詳解

3.1 電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍：1.8V到5.5V，適應(yīng)多種電源場(chǎng)景。
• 電源電流：不同型號(hào)和不同電源電壓下，電源電流有所不同。如MAX917/MAX918在VCC = 1.8V、TA = +25°C時(shí)，電源電流典型值為0.75μA；在VCC = 5V、TA = TMIN到TMAX時(shí)，為1.60μA。
• 電源抑制比（PSRR）：在1.8V ≤ VCC ≤ 5.5V時(shí)，PSRR為0.1 - 1mV/V，表明該系列比較器對(duì)電源電壓變化的抑制能力較強(qiáng)。

3.2 輸入特性

• 輸入電壓范圍：IN + 電壓范圍為VEE - 0.2到VCC + 0.2V，體現(xiàn)了軌外輸入能力。
• 輸入失調(diào)電壓（VOS）：典型值在1 - 5mV之間，輸入失調(diào)電壓會(huì)影響比較器的精度，在對(duì)精度要求較高的應(yīng)用中需要重點(diǎn)關(guān)注。
• 輸入偏置電流（IB）：典型值在0.15 - 2nA之間，非常小，對(duì)輸入信號(hào)的影響可以忽略不計(jì)。

3.3 輸出特性

• 輸出電壓擺幅：不同型號(hào)和不同負(fù)載電流下，輸出電壓擺幅有所不同。如MAX917在VCC = 5V、ISOURCE = 8mA時(shí)，輸出電壓擺幅高（VCC - VOH）典型值為190 - 400mV。
• 輸出泄漏電流（ILEAK）：MAX918/MAX920在VO = 5.5V、VCC = 5V時(shí)，輸出泄漏電流典型值為0.001 - 1μA，泄漏電流小有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.4 參考電壓特性（僅MAX917/MAX918）

• 參考電壓（VREF）：在TA = +25°C時(shí)，典型值為1.245V；在TA = TMIN到TMAX時(shí)，范圍為1.200 - 1.290V。
• 參考電壓溫度系數(shù)（TCREF）：為95ppm/°C，表明參考電壓隨溫度的變化較小。
• 參考輸出電壓噪聲（en）：在不同帶寬和電容條件下有所不同，如BW = 10Hz到100kHz時(shí)，為600μV RMS；BW = 10Hz到100kHz、CREF = 1nF時(shí)，為215μV RMS。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

4.1 兩電池監(jiān)測(cè)/管理

由于其超低功耗的特性，MAX917 - MAX920系列比較器非常適合用于兩電池的監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)。通過監(jiān)測(cè)電池電壓，及時(shí)反饋電池狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的有效管理。

4.2 超低功耗系統(tǒng)

在一些對(duì)功耗要求極高的系統(tǒng)中，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、無線傳感器節(jié)點(diǎn)等，該系列比較器的超低電源電流特性可以顯著延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

4.3 移動(dòng)通信

在移動(dòng)通信設(shè)備中，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確的比較和處理。MAX917 - MAX920的高性能和低功耗特性，能夠滿足移動(dòng)通信設(shè)備對(duì)功耗和性能的雙重要求。

4.4 筆記本電腦和PDA

在筆記本電腦和PDA等設(shè)備中，需要對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。該系列比較器可以用于電池電量監(jiān)測(cè)、信號(hào)閾值檢測(cè)等方面。

4.5 閾值檢測(cè)器/鑒別器

利用其內(nèi)部遲滯和精確的比較功能，MAX917 - MAX920可以作為閾值檢測(cè)器或鑒別器，用于檢測(cè)信號(hào)是否超過或低于某個(gè)閾值。

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

5.1 額外遲滯的設(shè)計(jì)

對(duì)于MAX917/MAX919，可以通過三個(gè)電阻使用正反饋來產(chǎn)生額外的遲滯。但需要注意的是，這種方法會(huì)減慢遲滯響應(yīng)時(shí)間。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來選擇是否需要額外的遲滯以及如何計(jì)算電阻值。

5.2 電路板布局和旁路

雖然該系列比較器通常不需要電源旁路電容，但在電源阻抗高、電源引線長(zhǎng)或電源線上預(yù)計(jì)有過多噪聲的情況下，建議在設(shè)備的電源引腳附近使用100nF的旁路電容。同時(shí)，要盡量減小信號(hào)走線長(zhǎng)度，以減少雜散電容的影響。

六、總結(jié)

MAX917 - MAX920系列納米功耗軌外比較器以其超低功耗、寬電源電壓范圍、軌外輸入能力、多種輸出類型等特性，為電子工程師在設(shè)計(jì)各種應(yīng)用時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。無論是在電池供電的系統(tǒng)中，還是對(duì)功耗和性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，該系列比較器都能發(fā)揮出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇型號(hào)，并注意電路板布局和相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，以充分發(fā)揮其性能。大家在使用過類似的比較器后，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。