高速、超低功耗单电源TTL比较器MAX907/MAX908/MAX909：特性、应用与设计要点

一、引言

在电子设计领域，比较器是一种常见且关键的器件，广泛应用于各种需要进行信号比较和处理的电路中。MAXIM公司推出的MAX907/MAX908/MAX909系列比较器，以其高速、超低功耗等特性，为工程师们提供了优秀的解决方案。不过需要注意的是，MAX909由于采用的制造工艺已不再可用，不推荐用于新设计，但现有用户仍可参考其数据手册。下面我们就详细了解一下这一系列比较器。

文件下载：MAX907.pdf

二、产品概述

2.1 基本特性

MAX907/MAX908/MAX909分别为双、四、单通道的高速、超低功耗电压比较器，主要用于由单 +5V 电源供电的系统，其中MAX909还支持 ±5V 双电源供电。该系列比较器在 5mV 输入过驱动的情况下，传播延迟仅为 40ns，而每个比较器的功耗仅 3.5mW。其输入共模范围很宽，从地以下 200mV（MAX909 可低至负电源轨以下）到正电源轨 1.5V 以内。

2.2 优势体现

由于它们是微功耗、高速比较器，且工作于单 +5V 电源，还内置了迟滞功能，因此可以在广泛的应用中替代各种旧型号的比较器。其输出为 TTL 兼容，无需外部上拉电路，所有输入和输出都可以连续短路到任一电源轨而不会损坏。内置的迟滞功能确保即使在输入信号缓慢变化时，也能实现干净的输出切换。

2.3 特殊功能

MAX909 具有互补输出和输出锁存功能，还提供了一个单独的电源引脚，可将模拟输入范围扩展到 -5V。

2.4 封装形式

双路的 MAX907 和单路的 MAX909 提供 8 引脚 DIP 和 SO 封装，四路的 MAX908 提供 14 引脚 DIP 和 SO 封装，非常适合需要高速、高精度和超低功耗的单 +5V 电源应用。

三、应用领域

3.1 电池供电系统

其超低功耗的特性使得该系列比较器在电池供电系统中表现出色，能够有效延长电池的使用寿命。

3.2 高速 A/D 转换器

高速的传播延迟可以满足高速 A/D 转换过程中对信号快速比较和处理的需求。

3.3 高速 V/F 转换器

同样，高速特性使得其在 V/F 转换中能够快速准确地完成信号转换。

3.4 线路接收器

可用于线路信号的接收和处理，确保信号的准确识别。

3.5 阈值检测器/鉴别器

能够准确检测信号是否达到设定的阈值。

3.6 高速采样电路

在高速采样过程中，快速的响应速度可以保证采样的准确性。

3.7 过零检测器

用于检测信号的过零时刻。

四、产品特性详细解读

4.1 传播延迟

在 5mV 输入过驱动下，传播延迟仅 40ns，这一特性使得该系列比较器能够在高速信号处理中快速响应，减少信号处理的延迟时间。

4.2 电源电流

每个比较器的电源电流仅 700µA（3.5mW），体现了其超低功耗的优势，对于需要长时间工作且对功耗敏感的应用非常友好。

4.3 电源电压范围

单 4.5V 至 5.5V 电源供电（MAX909 还支持 ±5V），宽电源电压范围增加了其应用的灵活性。

4.4 输入范围

输入范围包含地（MAX909 可低至 -5V），这使得它可以处理更广泛的输入信号。

4.5 失调电压

低至 500µV 的失调电压，保证了比较器的高精度。

4.6 迟滞功能

内置迟滞功能提供干净的切换，避免了因输入信号的微小波动而导致的输出不稳定。

4.7 输出兼容性

TTL 兼容输出（MAX909 为互补输出），方便与其他 TTL 电路进行连接和集成。

4.8 保护功能

输入和输出具有短路保护功能，提高了器件的可靠性。

4.9 锁存功能（仅 MAX909）

内部锁存功能可以存储比较结果，方便后续的信号处理和控制。

五、绝对最大额定值与电气特性

5.1 绝对最大额定值

• 正电源电压（V+ 到 GND）：+6V
• 负电源电压（V- 到 GND，仅 MAX909）：-7V
• 差分输入电压：MAX907/MAX908 为 -0.3V 至 (V+ + 0.3V)，MAX909 为 (V- - 0.3V) 至 (V+ + 0.3V)
• 共模输入电压：MAX907/MAX908 为 -0.3V 至 (V+ + 0.3V)，MAX909 为 (V- - 0.3V) 至 (V+ + 0.3V)
• 锁存输入电压（仅 MAX909）：-0.3V 至 (V+ + 0.3V)
• 输入/输出短路到 V+ 或 GND 的持续时间：连续

5.2 电气特性

在不同的温度和电源电压条件下，该系列比较器的各项电气参数都有明确的规定，如正、负跳变点、输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流、输入电压范围、共模抑制比、电源抑制比、输出高/低电压、正/负电源电流、功耗、输出上升/下降时间等。这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

例如，输入失调电压较小，能保证比较器在处理微弱信号时的准确性；而电源抑制比和共模抑制比的大小，则会影响比较器在电源波动和共模干扰环境下的性能。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用场景，合理选择满足要求的器件参数。

六、典型工作特性曲线

文档中给出了一系列典型工作特性曲线，包括传播延迟与输入过驱动、源阻抗、容性负载、温度的关系，输出低/高电压与灌/拉电流的关系，总正电源电流与正电源电压的关系等。这些曲线直观地展示了该系列比较器在不同工作条件下的性能表现，为工程师在实际应用中进行参数调整和性能优化提供了重要的参考。

七、引脚描述与详细说明

7.1 引脚功能

详细介绍了 MAX907/MAX908/MAX909 各引脚的名称和功能，包括比较器的输入、输出引脚，电源引脚，以及 MAX909 特有的负电源引脚、锁存使能引脚等。了解这些引脚的功能是正确使用该系列比较器的基础。

7.2 迟滞与锁存功能原理

MAX907/MAX908/MAX909 通过内置迟滞功能，有效避免了高速比较器在输入信号接近阈值时的振荡问题。当两个比较器输入电压相等时，迟滞作用使一个输入电压快速越过另一个，从而使输入脱离振荡区域。而 MAX909 的锁存功能则允许存储比较结果，当锁存使能端（LE）为低电平时，锁存器透明，比较器正常工作；当 LE 为高电平时，比较器输出状态被存储。

八、应用信息与设计要点

8.1 电路布局

由于 MAX907/MAX908/MAX909 具有高增益带宽，为了充分发挥其高速性能，在电路布局时需要采取特殊的预防措施。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+ 放置，并注意其带宽和引脚长度。同时，输入和输出引脚的引线长度要短，以避免比较器周围出现不必要的寄生反馈。建议将器件直接焊接到印刷电路板上，而不是使用插座。

8.2 输入过驱动问题

该系列比较器的输入可以在一定条件下超过绝对最大额定值，但要将流入器件的电流限制在 25mA。不过，输入过驱动可能会导致输出反转，可通过添加外部二极管将输入电压限制在地以下 200mV 至 300mV，从而防止输出反转。

8.3 实际应用案例

以电池供电的红外数据链路为例，MAX403 将光电二极管电流转换为电压，MAX907 用于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，MAX403 和 MAX907 分别仅需约 250µA 和 700µA。

九、总结

MAX907/MAX908/MAX909 系列比较器以其高速、超低功耗、宽输入范围、内置迟滞和锁存功能等特性，在众多应用领域具有很大的优势。尽管 MAX909 不推荐用于新设计，但 MAX907 和 MAX908 仍然是工程师在高速、低功耗比较器应用中的不错选择。在实际设计过程中，工程师需要充分考虑其电气特性、引脚功能、电路布局和输入过驱动等问题，以确保电路的性能和可靠性。同时，结合具体的应用场景，合理选择和使用该系列比较器，能够为电子系统的设计带来更好的效果。大家在实际应用中是否遇到过类似比较器的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。