通用比较器 ADCMP370/ADCMP371：特性、应用与设计要点

在电子设计领域，比较器是一种常用的基础器件，它能将模拟信号转换为数字信号，在众多电路设计中发挥着关键作用。今天要给大家介绍的是Analog Devices公司的通用比较器 ADCMP370 和 ADCMP371，下面我将详细为大家讲解这两款比较器的特性、应用场景以及使用时的设计要点。

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一、产品概述

ADCMP370/ADCMP371 是 Analog Devices 公司推出的通用比较器，二者输入失调电压最大为 9mV，且功耗较低，非常适合用于电池供电的便携式设备。其中，ADCMP371 具备推挽输出级，而 ADCMP370 则采用开漏输出。这两款比较器的输入以及 ADCMP370 的输出都能承受最高达 22V 的电压，使其能够作为便携式设备中的电压检测器。它们采用了节省空间的 5 引脚 SC70 封装。

二、产品特性

（一）电气特性

1. 宽工作电压范围：工作电压范围为 2.25V 至 5.5V，能适应多种不同的电源环境，为设计带来了更大的灵活性。
2. 低功耗：典型功耗仅 4μA，最大 7μA，对于电池供电的设备来说，低功耗特性可以有效延长电池的使用时间，降低能源消耗。
3. 高电压耐受能力：输入和 ADCMP370 的输出可承受 22V 电压，这使得它们在一些需要处理高电压信号的应用场景中表现出色，增强了器件的可靠性和适用性。
4. 低输入偏置和失调电流：输入偏置电流最大 50nA，输入失调电流最大 150nA，能够减少输入信号的误差，提高比较器的精度。
5. 低输入失调电压：最大输入失调电压为 9mV，平均漂移 5μV/°C，保证了比较器在不同温度和输入条件下的准确性。
6. 轨到轨共模输入范围：共模输入范围从 0V 到 VCC，这意味着比较器可以处理接近电源电压范围的输入信号，扩大了其应用范围。

（二）输出特性

• 输出类型：ADCMP370 为开漏输出，需要外接上拉电阻来实现逻辑高电平；ADCMP371 为推挽输出，内部有 PMOS 上拉，无需外接电阻，使用起来更加方便。
• 输出速度：输出上升时间典型值为 30ns，下降时间典型值为 45ns（COUT = 15pF），能够快速响应输入信号的变化，满足高速应用的需求。

（三）温度特性

• 工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，能够在较宽的温度环境下稳定工作，适用于各种不同的工业和消费电子应用场景。

（四）封装特性

采用 5 引脚 SC70 封装，这种封装形式体积小巧，节省电路板空间，适合对空间要求较高的便携式设备。

三、应用场景

（一）电压检测

凭借其高电压耐受能力和精确的比较功能，ADCMP370/ADCMP371 可以准确检测电压的变化，在电池管理系统中实时监测电池电压，当电池电压低于或高于设定阈值时，及时发出信号，实现对电池的有效保护和管理。

（二）电池管理系统

低功耗特性使得它们在电池供电的设备中具有显著优势，能够在不消耗过多电量的情况下，对电池的状态进行监测和控制，延长电池的使用寿命。

（三）模数转换器

在模数转换过程中，比较器可以将模拟信号转换为数字信号，ADCMP370/ADCMP371 的高精度和快速响应特性有助于提高模数转换的准确性和速度。

（四）低电压应用

宽工作电压范围使其能够适应低电压的工作环境，为低电压电路提供可靠的比较功能。

（五）电池供电的电子设备和便携式设备

如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等，这些设备对功耗和体积要求较高，ADCMP370/ADCMP371 的低功耗和小封装特性正好满足了这些需求。

四、设计要点

（一）基本比较器应用

在基本配置中，比较器将 IN+ 上的模拟信号与 IN - 上的电压进行比较，根据 IN+ 和 IN - 的电位高低，OUT 输出高或低电平。对于 ADCMP370，由于其开漏输出，需要外接上拉电阻将 OUT 拉到逻辑高电平，上拉电阻的取值应在 1kΩ 至 10kΩ 之间，以平衡功耗和开关速度。而 ADCMP371 的推挽输出则无需外接电阻，且高低电平切换速度更快，但逻辑高电平受 VCC 限制。

（二）添加迟滞

为了防止因噪声或缓慢变化的信号通过开关阈值而导致输出振荡，可以使用正反馈为差分输入添加迟滞。不同的配置（同相和反相）以及不同的型号（ADCMP370 和 ADCMP371）在计算上下开关阈值和迟滞时有所不同。例如，对于同相配置的 ADCMP371，上输入阈值 (V{IN_HI}=frac{V{REF}(R1 + R2)}{R2})，下输入阈值 (V{IN_LO}=frac{V{REF}(R1 + R2)-V{CC}R1}{R2})，迟滞 (Delta V{IN}=frac{V_{CC}R1}{R2})。在实际设计中，需要根据具体的应用需求和电路参数来选择合适的电阻值，以实现所需的迟滞效果。

（三）ESD 防护

该器件为静电放电（ESD）敏感设备，尽管产品具有专利或专有保护电路，但在高能量 ESD 情况下仍可能受损。因此，在设计和使用过程中，必须采取适当的 ESD 预防措施，如使用防静电包装、接地良好的工作台等，以避免性能下降或功能丧失。

五、总结

ADCMP370/ADCMP371 通用比较器以其宽工作电压范围、低功耗、高电压耐受能力、高精度等特性，在电压检测、电池管理、模数转换等多个领域具有广泛的应用前景。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择器件型号，并注意基本比较器应用、迟滞添加和 ESD 防护等设计要点，以充分发挥这两款比较器的性能优势。大家在使用过程中，是否遇到过类似比较器的其他问题呢？欢迎一起交流探讨。