超小型比较器MAX40002 - MAX40005、MAX40012 - MAX40015的特性与应用

在电子设备小型化、低功耗化的发展趋势下，对电子元件的尺寸和功耗提出了更高的要求。今天要给大家介绍的Analog Devices公司的MAX40002 - MAX40005和MAX40012 - MAX40015系列比较器，在这两方面表现出色，非常适合各种便携式电子应用。

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一、产品概述

MAX40002 - MAX40005和MAX40012 - MAX40015是超小型的单比较器，适用于手机、媒体播放器、笔记本电脑等对电路板空间和功耗要求极高的便携式电子产品。它们提供了两种封装形式：0.73mm x 0.73mm的4凸点晶圆级封装（WLP），尺寸小到堪比两个0402电阻；以及5引脚的SOT23封装。

该系列比较器的供电电压范围为1.7V至5.5V（可以是(V{CC})或外部(V{REF})），仅消耗500nA的电源电流。输入电压范围为0.1V至5.5V，与电源电压无关，并且在断电时（(V{CC})或外部(V{REF}=0V)）输入仍能保持高阻抗。此外，它们还具备内部滤波功能，能提供高射频抗扰度。

二、产品特性

（一）封装与功耗优势

• 节省电路板空间：超小的0.73mm x 0.73mm 4凸点WLP和5引脚SOT23封装，大大节省了电路板空间，对于空间受限的设计非常友好。
• 超低功耗：仅500nA的工作电流，能有效延长电池供电设备的续航时间，特别适合需要长时间运行的便携式应用。

（二）宽工作范围

• 宽电源电压范围：1.7V至5.5V的电源范围，允许其在1.8V、2.5V、3V和5V系统中正常工作，具有很强的兼容性。
• 宽输入电压范围：输入电压范围为0.1V至5.5V，独立于电源电压，增加了设计的灵活性。

（三）多种输出类型与参考电压选择

• 输出类型多样：MAX40002 - MAX40003和MAX40012 - MAX40013具有开漏输出，而MAX40004 - MAX40005和MAX40014 - MAX40015则是推挽输出，可根据不同的应用需求进行选择。
• 多种参考电压选项：内部参考电压在工厂预设，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。

（四）高可靠性

• 宽温度范围：在 -40°C至 +125°C的汽车级温度范围内完全规格化，能适应各种恶劣的工作环境。
• 高射频抗扰度：内部滤波功能有效提高了对射频噪声的抗干扰能力，确保比较器稳定工作。

三、电气特性

（一）绝对最大额定值

参数	数值
(V_{CC}/REF) 至GND	-0.3V至 +6V
IN至GND	-0.3V至 +6V
OUT（开漏）至GND	-0.3V至 +6V
OUT（推挽）至GND	-0.3V至 (V_{CC}+0.3V)
连续输入/输出电流	±20mA
连续功耗（(T_A = +70°C)）	4凸点WLP：766.4mW；5引脚SOT：312.6mW
工作温度范围	-40°C至 +125°C
结温	+150°C
存储温度范围	-65°C至 +150°C
引脚温度（焊接，10s）	+300°C
焊接温度（回流焊）	260°C

（二）电气参数

在(V{CC} / REF = 3.3V)，(R{PULLUP} = 100kΩ)至(V{PULLUP} = 3.3V)，(R{L}=infty)，(C{L}=20pF)，(T{A}=T{MIN})至(T{MAX})的条件下，该系列比较器具有多种电气参数，如输入失调电压、输入偏置电流、传播延迟等。例如，传播延迟在100mV过驱动时，推挽输出从低到高为25µs，开漏输出从低到高也为25µs，从高到低为9µs。

四、典型工作特性

通过一系列的图表展示了该系列比较器在不同条件下的工作特性，如电源电流与输出转换频率、输出电压与灌电流、输入偏置电流与输入偏置电压等关系。这些特性曲线能帮助工程师更好地了解比较器的性能，进行合理的设计。

五、引脚配置与详细描述

（一）引脚配置

引脚（WLP）	引脚（SOT23）	名称	功能
A1	5	OUT	比较器输出，开漏或推挽输出
A2	4	IN	比较器输入，非反相或反相输入
B1	1	(V_{CC}/REF)	(V_{CC})电源电压/外部REF电压输入，需用0.1µF电容旁路到GND
B2	2	GND	接地
-	3	N.C.	无连接

（二）详细描述

• 输入级电路：MAX40002/MAX40004和MAX40012/MAX40014具有非反相输入，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。创新的输入级架构允许输入电压超过(V_{CC})几伏，且在断电时仍保持高输入阻抗。
• 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，可与不同电源电压的逻辑电路接口；推挽输出结构的器件能直接吸收和提供电流，无需外部上拉电阻。

六、应用信息

（一）旁路电容

在(V_{CC}/REF)和GND之间靠近器件处放置一个0.1µF的电容，可减少开关事件时的电流尖峰。

（二）滞回操作

该系列比较器具有8mV（典型值）的内部滞回，可提高抗噪声能力和实现无毛刺操作。对于非反相输入的器件，可通过外部正反馈网络增加额外的滞回；但对于反相输入的器件，不建议增加额外的外部滞回，以免产生交叉电流相关的噪声问题。

（三）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，将DAC输出电压输入到REF，输入连接到可变信号电平，通过改变DAC输出电压实现相应的信号电平阈值检测。

七、选型指南与订购信息

（一）选型指南

提供了详细的选型表，列出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，方便工程师根据具体需求选择合适的产品。

（二）订购信息

给出了各型号的温度范围、引脚封装等订购信息，同时说明了不同标记的含义，如“+”表示无铅/符合RoHS标准的封装，“T”表示卷带包装等。

八、总结

MAX40002 - MAX40005和MAX40012 - MAX40015系列比较器以其超小的尺寸、超低的功耗、宽工作范围和多种特性，为便携式电子设备的设计提供了优秀的解决方案。工程师在设计过程中，可根据具体的应用需求，结合其电气特性、引脚配置和应用信息，合理选择和使用该系列比较器。大家在实际应用中是否遇到过类似比较器的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。