MAX9107/MAX9108/MAX9109：高速低功耗比较器的卓越之选

在电子设计领域，比较器是一种常见且关键的器件，广泛应用于各种系统中。今天要给大家介绍的是MAX9107/MAX9108/MAX9109这三款高性能的比较器，它们在速度、功耗和成本等方面都有着出色的表现。

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产品概述

MAX9107/MAX9108/MAX9109分别为双路、四路和单路高速、低功耗电压比较器，专为采用单 +5V 电源供电的系统而设计。每款比较器仅消耗 1.75mW 的功率，就能实现 25ns 的传播延迟（输入过驱动为 10mV 时）。其输入共模范围很宽，从低于地电位 200mV 到正电源轨 1.5V 以内。输出为 TTL 兼容，无需外部上拉电路。此外，它们还集成了内部迟滞功能，即使在输入信号缓慢变化的情况下，也能确保输出干净切换。与行业标准比较器 MAX907/MAX908/MAX909 相比，MAX9107/MAX9108/MAX9109 速度更快、功耗更低、成本也更低。其中，MAX9109 具有输出锁存功能，但没有互补输出。

产品特性

高速低功耗

• 传播延迟：仅 25ns 的传播延迟，能满足许多高速应用的需求。
• 低功耗：每个比较器的电源电流为 350μA（1.75mW），非常适合电池供电系统。

宽输入范围

输入范围包含地电位，输入共模范围为 -0.2V 至 (V_{CC}-1.5V)，能适应多种不同的输入信号。

高精度

• 低失调电压：输入失调电压典型值为 0.5mV，最大值为 1.6mV（(T_{A}= +25°C) 时），在不同温度下也能保持较好的精度。
• 内部迟滞：2mV 的内部迟滞可提供干净的切换，有效避免振荡。

兼容性与锁存功能

• TTL 兼容输出：方便与其他 TTL 逻辑电路连接。
• 内部锁存（仅 MAX9109）：可用于存储比较结果，增加了电路的灵活性。

节省空间的封装

提供多种封装形式，如 6 引脚 SC70（MAX9109）、8 引脚 SOT23（MAX9107）和 14 引脚 TSSOP（MAX9108），能满足不同的空间需求。

应用领域

• 电池供电系统：低功耗特性使其非常适合电池供电的设备，如便携式仪器、无线传感器等。
• A/D 转换器：可用于 A/D 转换中的阈值检测和信号比较。
• 线路接收器：能对输入信号进行快速比较和处理。
• 阈值检测器/鉴别器：准确检测输入信号是否超过设定阈值。
• 采样电路：在采样过程中进行信号比较。
• 过零检测器：检测输入信号的过零时刻。

电气特性

工作电压范围

工作电压范围为 4.5V 至 5.5V，由电源抑制比（PSRR）保证。

输入特性

• 输入失调电压：在 (T{A}= +25°C) 时，典型值为 0.5mV，最大值为 1.6mV；在 (T{A}=T{MIN}) 至 (T{MAX}) 时，最大值为 4.0mV。
• 输入迟滞：2mV 的输入迟滞确保了稳定的切换。
• 输入偏置电流：典型值为 125nA，最大值为 350nA。
• 输入失调电流：典型值为 25nA，最大值为 80nA。

输出特性

• 输出高电压：当 (I_{SOURCE}= 100μA) 时，典型值为 3.5V，最小值为 3.0V。
• 输出低电压：当 (I{SINK}= 3.2mA) 时，最大值为 0.6V；当 (I{SINK}= 8mA) 时，最大值为 0.4V。

其他特性

• 共模抑制比（CMRR）：在 (V_{CC}= 5.5V) 时，最小值为 50μV/V，最大值为 1000μV/V。
• 电源抑制比（PSRR）：在 4.5V ≤ (V_{CC}) ≤ 5.5V 范围内，最小值为 50μV/V，最大值为 1000μV/V。

详细设计要点

时序与迟滞

大多数高速比较器在输入电压接近时容易因噪声或寄生交流反馈而在线性区域振荡。MAX9107/MAX9108/MAX9109 通过集成 2mV 的内部迟滞解决了这个问题。当两个输入电压相等时，迟滞会使一个输入电压迅速超过另一个，从而避免振荡。而标准比较器通常需要通过外部电阻添加迟滞，MAX 系列则无需如此，简化了设计。

电路布局

由于其高增益带宽，在设计 PCB 时需要采取特殊措施。必须使用具有良好低电感接地平面的印刷电路板，将去耦电容（如 0.1μF 陶瓷电容）尽可能靠近 (V_{CC}) 放置，并注意其带宽和引脚长度。同时，输入和输出引脚的长度也要尽量短，以避免寄生反馈。此外，建议直接将器件焊接到 PCB 上，而不是使用插座。

输入过驱动

MAX9107/MAX9108/MAX9109 的输入可以超过绝对最大额定值，但流入器件的电流需限制在 25mA 以内。不过，输入过驱动可能导致输出反转，可通过添加外部二极管将输入电压限制在低于地电位 200mV 至 300mV 来防止这种情况。

应用案例：电池供电的红外数据链路

在一个电池供电的红外数据链路电路中，MAX4400 将光电二极管电流转换为电压，MAX9109 则判断放大器输出是否足够高以表示“1”。该电路的电流消耗极小，MAX4400 和 MAX9109 分别典型消耗 410μA 和 350μA。这充分展示了 MAX9109 在低功耗应用中的优势。

总结

MAX9107/MAX9108/MAX9109 比较器凭借其高速、低功耗、宽输入范围和高精度等特性，成为众多应用场景的理想选择。无论是电池供电系统、A/D 转换还是其他需要高速比较的场合，它们都能提供可靠的性能。在实际设计中，工程师们可以根据具体需求选择合适的型号和封装，并注意电路布局和输入过驱动等问题，以充分发挥这些比较器的优势。大家在使用过程中有没有遇到过类似比较器的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。