探索MAX900 - MAX903高速低功耗电压比较器

一、前言

在电子设计领域，高速低功耗的电压比较器一直是工程师们关注的焦点。今天我们要深入探讨的就是Maxim公司的MAX900 - MAX903系列高速低功耗电压比较器。不过需要注意的是，MAX900采用的制造工艺已不再可用，不建议用于新设计，但对于已有用户，数据手册仍可参考。

文件下载：MAX902.pdf

二、产品概述

2.1 主要特性

MAX900 - MAX903系列具备差分模拟输入和带内部上拉的TTL逻辑输出。其快速的传播延迟（在5mV过驱动下典型值为8ns），使其非常适合用于快速A/D转换器、采样电路、线路接收器、V/F转换器以及众多数据判别应用。具体特性如下：

• 低传播延迟：典型值为8ns，能快速响应输入信号的变化。
• 低功耗：每个比较器在+5V供电时功耗为18mW。
• 独立电源：可采用独立的模拟和数字电源供电，也可使用单一组合电源。
• 灵活的模拟电源范围：+5V至+10V或±5V。
• 宽输入范围：输入范围包含负电源轨，单电源供电时可实现接地检测。
• TTL兼容输出和锁存输入：除MAX901外，其他型号具备TTL兼容的锁存输入。

2.2 电气特性

在不同的供电条件和温度下，该系列比较器展现出了稳定的电气性能。例如，在 (V{CC}= +5V)，(V{EE}= -5V)，(V{DD}= +5V)，(LE1 - LE4) 为逻辑高，(T{A}= +25^{circ}C) 的条件下，输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流等参数都有明确的范围。当温度范围为全工作温度时，部分参数会有所变化，但仍能保持在合理的区间内。

2.3 时序特性

传播延迟时间是衡量比较器性能的重要指标之一。在特定条件下，MAX900 - MAX903的传播延迟时间典型值为8 - 10ns。不过，由于涉及锁存的开关测量较为困难和关键，部分时序参数无法在生产环境中测试，典型规格是通过高速测试夹具测量得到的。

三、引脚配置

MAX900 - MAX903不同型号的引脚配置有所差异，每个引脚都有其特定的功能。例如，MAX900的引脚包括负输入（IN - ）、正输入（IN + ）、接地端（GND）、锁存输入（LATCH）、输出（OUT）以及模拟和数字电源引脚等。了解这些引脚配置对于正确使用该系列比较器至关重要。

四、应用信息

4.1 电路布局

为了充分发挥MAX900 - MAX903的高速性能，在电路布局时需要采取一些特殊的预防措施。例如，使用具有良好低电感接地平面的印刷电路板，将去耦电容尽可能靠近电源引脚安装，分别为模拟VCC和数字VDD使用去耦电容，同时注意去耦和终端组件的带宽，缩短输入和输出的引线长度，避免使用插座，直接将器件焊接到印刷电路板上。

4.2 输入压摆率要求

由于MAX900 - MAX903具有较高的增益带宽积，当输入信号穿越线性区域时可能会产生振荡问题。为了实现无振荡或无台阶的干净输出切换，输入信号必须满足最小压摆率要求。振荡问题在很大程度上与电路板布局、耦合源阻抗和杂散输入电容有关。在某些应用中，可以在输出和正输入之间施加一些正反馈，但这会在输入端子处引入迟滞。

4.3 TTL输出和锁存输入

比较器的TTL输出级经过优化，可驱动低功耗肖特基TTL，扇出为4。当锁存器连接到逻辑高电平时，比较器透明，能立即响应输入端子的变化；当锁存器连接到TTL低电平时，比较器输出锁存，不再响应后续输入变化。需要注意的是，MAX901没有提供锁存器。

4.4 电源供应

MAX900 - MAX903可以采用独立的模拟和数字电源供电，也可以使用单一的+5V电源。模拟电源范围为+5V至+10V（VEE接地时用于单电源操作）或±5V的分离电源，而数字电源VDD始终需要+5V。在高速混合信号应用中，采用分离电源可以隔离模拟和数字信号，避免数字环境的噪声对模拟输入信号产生不利影响。

五、典型应用

通过将两个四通道模拟比较器与一个八进制8位D/A转换器（如MX7228）相结合，可以同时执行多个报警和极限检测功能，并且系统处理器可以独立设置每个比较器的极限点并随时更新。

六、总结

MAX900 - MAX903系列高速低功耗电压比较器以其出色的性能和灵活的应用方式，在电子设计领域具有广泛的应用前景。尽管MAX900不建议用于新设计，但MAX901 - MAX903仍能为工程师们提供可靠的解决方案。在实际应用中，工程师们需要根据具体的设计需求，合理选择型号，并注意电路布局、输入压摆率等问题，以充分发挥该系列比较器的优势。大家在使用过程中有没有遇到过类似比较器的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。