探索LMV331-N、LMV339-N、LMV393-N通用低壓比較器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，比較器是不可或缺的基礎(chǔ)元件，它們?cè)?a target="_blank">信號(hào)處理、控制電路等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。今天我們要深入了解的是德州儀器（TI）推出的LMV331-N、LMV339-N和LMV393-N通用低壓比較器，它們?cè)诘碗妷?、低功耗和小尺寸方面表現(xiàn)出色，適用于各種便攜式和工業(yè)應(yīng)用。

文件下載：LMV331M7-NS.pdf

一、產(chǎn)品概述

LMV393-N和LMV339-N是LM393/339雙路和四路比較器的低壓版本，工作電壓范圍為2.7V至5V，而LM393/339的工作電壓為5V至30V。LMV331-N則是單路比較器，采用了節(jié)省空間的5引腳SC70和5引腳SOT23封裝，其中5引腳SC70的尺寸約為5引腳SOT23的一半。

這些比較器采用了TI先進(jìn)的亞微米硅柵BiCMOS工藝，具有雙極輸入和輸出級(jí)，以提高噪聲性能。它們的低電源電流和快速傳播延遲，使其成為對(duì)空間、電壓、功耗和成本有嚴(yán)格要求的便攜式消費(fèi)產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)的理想選擇。

二、產(chǎn)品特性

（一）電氣性能

1. 電源電壓范圍：確保在2.7V和5V電源下都能穩(wěn)定工作，適用于多種低電壓應(yīng)用場(chǎng)景。
2. 低電源電流：每通道僅60μA，有效降低了功耗，延長(zhǎng)了電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。
3. 輸入共模電壓范圍：包含地，允許在接近地電位的輸入信號(hào)下正常工作。
4. 低輸出飽和電壓：僅200mV，提高了信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。
5. 傳播延遲：低至200ns，能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。

（二）封裝形式

提供5引腳SC70和5引腳SOT23等節(jié)省空間的封裝，適用于對(duì)尺寸要求較高的應(yīng)用。同時(shí)，LMV393-N有8引腳SOIC和VSSOP封裝，LMV339-N有14引腳SOIC和TSSOP封裝，滿(mǎn)足不同的設(shè)計(jì)需求。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

（一）移動(dòng)通信

在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備中，用于信號(hào)處理、電池管理等功能，低功耗特性有助于延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

（二）筆記本電腦和PDA

可用于電源管理、信號(hào)檢測(cè)等電路，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）電池供電電子設(shè)備

如便攜式醫(yī)療設(shè)備、智能穿戴設(shè)備等，低功耗和小尺寸的特點(diǎn)使其成為理想選擇。

（四）通用便攜式設(shè)備

適用于各種需要進(jìn)行信號(hào)比較和處理的便攜式設(shè)備，提高設(shè)備的性能和可靠性。

四、詳細(xì)規(guī)格

（一）絕對(duì)最大額定值

• 差分輸入電壓：±電源電壓
• 任何引腳電壓（相對(duì)于V - 引腳）：5.5V
• 焊接溫度（紅外或?qū)α鳎?0秒）：235°C
• 結(jié)溫：150°C
• 存儲(chǔ)溫度：-65°C至150°C

（二）ESD評(píng)級(jí)

• 靜電放電機(jī)器模型：±800V
• 人體模型（HBM）：±120V

（三）推薦工作條件

• 電源電壓：2.7V至5V
• 溫度范圍：-40°C至85°C

（四）熱信息

不同封裝的結(jié)到環(huán)境熱阻不同，例如LMV331-N的SC70封裝為478°C/W，SOT - 23封裝為265°C/W。

（五）電氣特性

在2.7V和5V電源下，分別給出了直流和交流電氣特性，包括輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流、輸出飽和電壓等參數(shù)。例如，在5V電源下，輸入失調(diào)電壓典型值為1.7mV，最大為7mV。

五、功能描述

（一）開(kāi)集電極輸出

輸出為接地發(fā)射極NPN輸出晶體管的未連接集電極，需要一個(gè)上拉電阻連接到正電源電壓，以確保輸出正常切換。多個(gè)集電極可以連接在一起，實(shí)現(xiàn)輸出或功能。上拉電阻的取值范圍應(yīng)在1kΩ至10kΩ之間。

（二）接地感應(yīng)輸入

輸入共模電壓范圍典型為低于地0.1V至低于Vcc 0.8V，能夠檢測(cè)接近地電位的輸入信號(hào)。

（三）設(shè)備功能模式

基本比較器電路用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。當(dāng)非反相（+IN）輸入電壓大于反相（-IN）輸入電壓時(shí)，輸出為高；反之，輸出為低。反相輸入（-IN）通常也被稱(chēng)為“參考”或“VREF”輸入。

六、應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

（一）基本比較器

比較器將非反相引腳的輸入電壓（VIN）與反相引腳的參考電壓（VREF）進(jìn)行比較。如果VIN小于VREF，輸出電壓（VO）為飽和電壓；如果VIN大于VREF，輸出電壓（VO）為VCC。

（二）帶遲滯的比較器

為了避免基本比較器在輸入信號(hào)接近比較器失調(diào)電壓時(shí)出現(xiàn)振蕩或產(chǎn)生噪聲輸出的問(wèn)題，可以添加遲滯或正反饋。帶遲滯的比較器分為反相和非反相兩種類(lèi)型，通過(guò)不同的電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不同的遲滯特性。

（三）輸出或功能

由于比較器采用開(kāi)集電極輸出，多個(gè)比較器的輸出可以通過(guò)一個(gè)共享的上拉電阻連接到VCC，實(shí)現(xiàn)輸出或功能。

（四）驅(qū)動(dòng)CMOS和TTL

比較器的輸出能夠驅(qū)動(dòng)CMOS和TTL邏輯電路，上拉電阻可以連接到等于或小于V + 電源電壓的任何電壓，但不能高于V + 。

（五）邏輯門(mén)應(yīng)用

比較器可以用作三輸入與門(mén)、或門(mén)和大扇入門(mén)等邏輯門(mén)，通過(guò)不同的電路配置實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能。

七、典型應(yīng)用

（一）方波振蕩器

使用比較器和少量元件可以實(shí)現(xiàn)方波振蕩器，輸出頻率由電容C1和負(fù)反饋電阻R4的RC時(shí)間常數(shù)決定。

（二）晶體控制振蕩器

使用諧振器作為反饋元件，可以獲得一個(gè)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定的振蕩器，為較慢的數(shù)字系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。

（三）可變占空比脈沖發(fā)生器

通過(guò)為電容C1提供單獨(dú)的充電和放電路徑，可以實(shí)現(xiàn)可變占空比的脈沖發(fā)生器。

（四）正峰值檢測(cè)器和負(fù)峰值檢測(cè)器

正峰值檢測(cè)器和負(fù)峰值檢測(cè)器分別用于檢測(cè)輸入信號(hào)的正峰值和負(fù)峰值，通過(guò)比較器和電容實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)和保持。

八、電源供應(yīng)建議

為了確保比較器的正常工作，建議使用2.2V至36V（±1.1至±18V）的電源，同時(shí)在電源引腳附近放置0.1μF的旁路電容，以減少來(lái)自噪聲或高阻抗電源的耦合誤差。

九、布局指南

比較器對(duì)輸入噪聲非常敏感，因此在布局時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1. 使用具有良好、不間斷低電感接地平面的印刷電路板（PCB），確保正確接地。
2. 在每個(gè)電源引腳和地之間連接低ESR的0.1μF陶瓷旁路電容，盡量靠近設(shè)備放置。
3. 分離電路的模擬和數(shù)字部分的接地，減少噪聲干擾。
4. 盡量將輸入走線(xiàn)與電源或輸出走線(xiàn)遠(yuǎn)離，避免寄生耦合。
5. 將外部元件盡量靠近設(shè)備放置，縮短輸入走線(xiàn)的長(zhǎng)度。

十、設(shè)備和文檔支持

（一）設(shè)備支持

提供LMV331-N、LMV339-N、LMV393-N的PSPICE模型，以及TINA - TI SPICE模擬程序和相關(guān)評(píng)估模塊。

（二）文檔支持

提供相關(guān)的技術(shù)文檔，如AN - 74等。

（三）相關(guān)鏈接

提供產(chǎn)品文件夾、樣品購(gòu)買(mǎi)、技術(shù)文檔、工具軟件和支持社區(qū)等快速訪(fǎng)問(wèn)鏈接。

總之，LMV331-N、LMV339-N和LMV393-N通用低壓比較器以其低電壓、低功耗、小尺寸和高性能的特點(diǎn)，為電子工程師在設(shè)計(jì)各種便攜式和工業(yè)應(yīng)用時(shí)提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和設(shè)計(jì)要求，合理選擇封裝形式、電源電壓和外部元件，同時(shí)注意布局和布線(xiàn)，以確保比較器的性能和可靠性。大家在使用這些比較器的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)什么有趣的問(wèn)題或者獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。