超低功耗与小体积兼得：MAX40002 - MAX40005及MAX40012 - MAX40015比较器深度解析

在电子设备不断向小型化、低功耗发展的今天，对高性能、小尺寸且低功耗的比较器需求愈发迫切。Analog Devices推出的MAX40002 - MAX40005和MAX40012 - MAX40015系列纳米功耗4凸点比较器，正是满足这一需求的理想选择。

文件下载：MAX40013.pdf

1. 产品概述

这一系列的比较器专为便携式电子应用设计，如手机、媒体播放器和笔记本电脑等，这些应用通常对电路板空间和电源有严格限制。它们提供了两种封装选择：微型4凸点焊盘级封装（WLP），尺寸仅为0.73mm x 0.73mm，与两个0402电阻相当；以及5引脚SOT23封装。

2. 关键特性

2.1 超低功耗

这些器件的供电电流仅为500nA，供电电压范围从1.7V到5.5V（VCC或外部VREF）。在比较器持续监测的应用中，这种超低的工作电流能显著延长电池续航时间，这对于依赖电池供电的设备来说至关重要。你是否在设计中也经常为功耗问题而烦恼呢？

2.2 宽输入电压范围

输入电压范围为0.1V至5.5V，且与供电电压无关。即使在电源关闭（VCC或外部VREF = 0V）时，输入仍能保持高阻抗。这一特性为设计带来了更大的灵活性，你在实际设计中是否也需要这样灵活的输入特性呢？

2.3 高RF抗扰性

内部过滤功能可有效提供高RF抗扰性，减少了外部干扰对比较器性能的影响，使设备在复杂的电磁环境中仍能稳定工作。

2.4 多种输出类型

MAX40002 - MAX40003和MAX40012 - MAX40013具有开漏输出，而MAX40004 - MAX40005和MAX40014 - MAX40015则为推挽输出。同时，部分型号具有同相输入，部分为反相输入，用户可以根据具体的应用需求进行选择。

2.5 内部参考电压

器件带有内部参考电压，出厂时已预设好，提供0.2V、0.5V、0.9V或1.222V等多种电压选项，节省了外部参考的空间和成本。

3. 技术参数

3.1 绝对最大额定值

• VCC/REF到GND：-0.3V至+6V
• IN到GND：-0.3V至+6V
• OUT（开漏）到GND：-0.3V至+6V
• OUT（推挽）到GND：-0.3V至VCC + 0.3V
• 任何输入/输出的连续电流：±20mA 超过这些绝对最大额定值可能会对器件造成永久性损坏，所以在设计时一定要严格遵守。

3.2 电气特性

详细的电气特性包括电源电压范围、输入偏移电压、输入偏置电流、输出电压摆幅等参数。例如，在VCC / REF = 3.3V，RPULLUP = 100kΩ到VPULLUP = 3.3V，RL = ∞，CL = 20pF，TA从最小值到最大值的条件下，典型值在TA = +25°C时给出。这些参数对于准确评估和使用器件非常重要，你在查看电气特性参数时有没有遇到过难以理解的地方呢？

4. 典型工作特性

文档中给出了一系列典型工作特性曲线，如供电电流与输出转换频率、输出电压与灌电流、传播延迟与输入过驱动等关系曲线。这些曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能表现，从而优化设计。你在设计中是否经常参考这些典型工作特性曲线呢？

5. 引脚配置与描述

5.1 引脚配置

WLP和SOT23封装的引脚配置不同，但都包含OUT（比较器输出）、IN（比较器输入）、VCC/REF（电源电压/外部参考电压输入）和GND（接地）等关键引脚。

5.2 引脚描述

不同引脚具有特定的功能，例如OUT引脚根据不同型号可为开漏输出或推挽输出；IN引脚有同相输入和反相输入之分。

6. 详细描述

6.1 输入级电路

MAX40002/MAX40004和MAX40012/MAX40014具有同相输入，当输入电压大于参考电压时输出为高；MAX40003/MAX40005和MAX40013/MAX40015具有反相输入，当输入电压大于参考电压时输出为低。其创新的输入级架构允许输入电压超过VCC几伏，且在电源关闭时仍能保持高输入阻抗，有利于实现灵活的节能方案。

6.2 输出级结构

开漏输出结构的器件需要外部上拉电阻或电流源才能正常工作，适用于与不同电源电压的逻辑电路接口；推挽输出级则可以直接吸收和提供电流，无需外部上拉电阻。

7. 应用信息

7.1 旁路VCC/REF

在VCC/REF和GND之间靠近器件的位置放置一个0.1µF的电容，以减少开关事件时电源轨上的电流尖峰。

7.2 迟滞操作

内部具有8mV（典型值）的迟滞，可提高抗噪能力和避免杂散操作。对于同相输入的器件，若需要额外的迟滞，可以通过外部正反馈网络实现。

7.3 自适应信号电平检测器

MAX40002/MAX40012和MAX40003/MAX40013可作为自适应信号电平检测器，通过将DAC输出电压输入到REF，并将输入连接到可变信号电平，可实现相应的信号电平阈值检测电路。

8. 选择指南与订购信息

8.1 选择指南

提供了不同型号的内部参考电压、输入类型、输出类型和顶部标记等信息，帮助用户根据具体需求选择合适的器件。

8.2 订购信息

列出了各型号的温度范围和引脚封装等信息，同时说明了“+”“ ”等符号的含义。例如，“+”表示无铅/符合RoHS标准的封装，“ ”为内部参考电压电平的占位符。

MAX40002 - MAX40005和MAX40012 - MAX40015系列比较器以其超低功耗、小尺寸、宽输入电压范围和多种灵活配置等优点，为电子工程师在便携式设备和低功耗应用设计中提供了强大的工具。在实际设计中，我们需要根据具体的应用场景和性能要求，合理选择器件和优化设计参数，以达到最佳的设计效果。你在使用类似比较器时有没有遇到过什么设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。