MAX9021/MAX9022/MAX9024 单电源比较器的特性与应用

作为电子工程师，在面对各种电路设计时，比较器是常用的基础元件之一。今天就来详细聊聊 Analog Devices 公司的 MAX9021/MAX9022/MAX9024 系列单电源比较器。

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一、产品概述

MAX9021/MAX9022/MAX9024 是单/双/四通道、低成本、低功耗的比较器。它们的功耗极低，仅消耗 2.8μA 电流，典型传播延迟为 3μs。该系列比较器的供电灵活性高，单电源供电时工作电压范围为 2.5V 至 5.5V，双电源供电时为 ±1.25V 至 ±2.75V。其共模输入电压范围从负电源到正电源的 1.1V 以内，为电路设计提供了更广泛的应用场景。

在一些对功耗要求极为严格的便携式设备或电池供电设备中，MAX9021/MAX9022/MAX9024 比较器的低功耗特性就显得尤为重要。比如可穿戴设备，其电池容量有限，需要长时间续航，这类比较器就能在保证性能的同时，有效降低功耗，延长设备的使用时间。

二、典型工作特性

（一）输入失调电压与温度关系

从输入失调电压与温度的特性曲线（MAX9021/2/4 toc04）可以看出，随着温度从 -50°C 到 125°C 变化，输入失调电压会相应改变。这对于需要在不同温度环境下工作的电路设计来说，是一个需要重点考虑的因素。工程师在设计时，要根据实际的工作温度范围，评估输入失调电压对电路性能的影响，必要时采取补偿措施。

（二）输出电压与电流关系

输出高电压与源电流（MAX9021/2/4 toc05）、输出低电压与灌电流（MAX9021/2/4 toc06）的特性曲线，反映了比较器输出端在不同电流情况下的电压变化。在设计负载电路时，我们需要根据这些特性来选择合适的负载电阻，以确保比较器输出能够满足后续电路的要求。

（三）电源电流相关特性

电源电流与电源电压（MAX9021/2/4 toc01）、电源电流与温度（MAX9021/2/4 toc02）以及电源电流与输出转换频率（MAX9021/2/4 toc03）的关系曲线，展示了比较器在不同工作条件下的电源电流消耗情况。这有助于我们在设计电源电路时，合理规划电源的功率输出，避免电源过载或浪费。

电源电流特性对电路设计有着多方面的影响。从电源功耗角度来看，了解比较器在不同电源电压、温度和输出转换频率下的电源电流消耗，有助于我们评估整个电路的功耗情况。在一些对功耗敏感的应用中，如电池供电的设备，我们需要根据这些特性来优化电源管理，选择合适的电源芯片和供电方案，以延长设备的续航时间。从电源稳定性方面考虑，如果电源电流波动较大，可能会影响比较器的性能，甚至导致整个电路工作不稳定。因此，在设计电源电路时，要采取相应的滤波和稳压措施，确保电源的稳定性。大家在实际设计中，有没有遇到过因为电源电流特性而导致的电路问题呢？

（四）传播延迟相关特性

传播延迟与电容负载（MAX9021/2/4 toc08 和 toc09）、传播延迟与温度以及传播延迟与输入过驱动电压的关系曲线，反映了比较器在不同条件下的响应速度。在高速电路设计中，传播延迟是一个关键指标，我们需要根据这些特性来选择合适的负载电容和输入信号幅度，以满足电路的速度要求。

三、内部迟滞与额外迟滞

该系列比较器具有 4mV 的内部迟滞，这能确保输出干净地切换，即使在存在噪声的情况下也能正常工作。同时，还可以通过两个电阻利用正反馈产生额外的迟滞。通过以下公式可以计算迟滞相关参数： [V{T H}=V{R E F}+left(left(V{D D}-V{R E F}right) R 2right) /(R 1+R 2)] [V{T L}=V{R E F}(1-(R 2 /(R 1+R 2))] [V{HYS}=V{TH}-V{TL}=V{DD}(R 2 /(R 1+R 2))]

迟滞的存在可以扩展比较器的噪声容限，提高电路的抗干扰能力。在实际应用中，我们可以根据具体的噪声环境和电路要求，合理选择电阻值来调整迟滞大小。大家在使用比较器时，是如何利用迟滞来提高电路性能的呢？

四、典型应用电路与芯片信息

文档中给出了典型应用电路示例，同时还提供了芯片的晶体管数量信息，MAX9021 为 106 个，MAX9022 为 212 个，MAX9024 为 424 个。这些信息有助于我们在进行电路设计时，评估芯片的复杂度和性能。

五、封装信息

文档提供了详细的封装尺寸信息，包括各种尺寸的最小、标称和最大值。在进行 PCB 设计时，我们需要根据这些封装尺寸来合理布局芯片，确保引脚连接正确，同时还要考虑散热等因素。

六、修订历史

该文档有多次修订，不同版本的修订内容涉及订购信息表更新、绝对最大额定值更新等。在使用该文档时，我们要关注最新版本的修订内容，确保使用的参数和信息是准确的。

总之，MAX9021/MAX9022/MAX9024 系列比较器具有低功耗、宽电源电压范围、良好的抗干扰能力等优点，适用于多种应用场景。在实际设计中，我们要充分了解其各项特性，合理选择参数，以实现最佳的电路性能。大家在使用该系列比较器时，有没有什么独特的设计经验或遇到过什么问题，欢迎在评论区分享交流。