探索 MAX917 - MAX920：低功耗比较器的卓越之选

在电子设计领域，比较器是一种基础且关键的元件，广泛应用于各种电路中。今天，我们将深入探讨 Maxim 公司推出的 MAX917 - MAX920 系列比较器，这是一系列采用 SOT23 封装的纳功率比较器，具有超越轨至轨输入特性，且能在低至 +1.8V 的电压下稳定工作。

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产品概述

MAX917 - MAX920 系列比较器包含四个型号，其中 MAX917/MAX918 内置 1.245V ±1.5% 的参考电压，每个比较器的供电电流仅为 750nA；而 MAX919/MAX920 则没有内置参考电压，供电电流更是低至 380nA。这种超低的供电电流特性，使得它们在两电池应用中表现出色，如电池监测与管理系统。

独特的输出级设计是该系列比较器的一大亮点。在切换时，它能有效限制供电电流的浪涌，几乎消除了许多其他比较器常见的电源毛刺问题，同时在动态条件下还能最大限度地降低整体功耗。MAX917/MAX919 采用推挽输出级，可吸收和提供电流，内部大输出驱动器允许在高达 8mA 的负载下实现轨至轨输出摆幅；MAX918/MAX920 则采用开漏输出级，适用于混合电压系统设计。

产品特性剖析

超低供电电流

MAX919/MAX920 每个比较器的供电电流仅为 380nA，而 MAX917/MAX918 带参考电压时也仅为 750nA。如此低的功耗，使得它们在对功耗要求极高的应用场景中具有显著优势，比如可穿戴设备、无线传感器节点等。

宽输入电压范围

输入电压范围可超出轨至轨 200mV，这意味着该系列比较器能够处理超出电源电压范围的输入信号，增强了其在复杂电路中的适应性。

多种输出类型

推挽输出（MAX917/MAX919）和开漏输出（MAX918/MAX920）两种类型可供选择，满足不同电路设计的需求。推挽输出可直接驱动负载，而开漏输出则适用于需要进行逻辑电平转换或实现线与功能的场合。

无撬棍电流切换

输出级的独特设计使得在切换时不会产生撬棍电流，避免了电源毛刺的产生，提高了系统的稳定性和可靠性。

内部迟滞

内置的迟滞特性确保了在输入信号缓慢变化时，输出能够干净利落地切换，有效避免了因噪声或寄生反馈导致的振荡问题。

无相位反转

对于过驱动输入，不会发生相位反转现象，保证了输出信号的正确性。

节省空间的 SOT23 封装

采用 SOT23 封装，体积小巧，适合对空间要求较高的应用场景，如便携式设备。

电气特性详解

供电电压范围

供电电压范围为 1.8V 至 5.5V，能够适应多种电源电压的应用场景。在不同的供电电压下，比较器的各项性能指标也有所不同，例如在 1.8V 供电时，供电电流会相应降低。

输入特性

输入共模电压范围为 VEE - 0.2V 至 VCC + 0.2V，输入失调电压和输入偏置电流都非常小，保证了比较器的高精度性能。

输出特性

输出电压摆幅在不同型号和负载条件下有所差异，但总体上能够实现轨至轨输出。输出短路电流限制在 ±50mA，确保了在异常情况下比较器的安全性。

传播延迟

在不同的供电电压和负载条件下，传播延迟也有所不同。一般来说，供电电压越高，传播延迟越短。例如，在 1.8V 供电时，高到低的传播延迟为 17μs，而在 5V 供电时为 22μs。

参考电压特性（MAX917/MAX918）

内置参考电压为 1.245V，在 -40°C 至 +85°C 的温度范围内，其温度系数为 95ppm/°C，具有较好的稳定性。参考输出电压噪声在不同的带宽和电容条件下也有所不同，可通过外接电容来降低噪声。

典型应用案例

两电池监测与管理

由于其超低的功耗和宽输入电压范围，MAX917 - MAX920 非常适合用于两电池应用的监测与管理。通过监测电池电压，可实现对电池状态的实时监控，确保电池的安全和高效使用。

超低功耗系统

在一些对功耗要求极高的系统中，如无线传感器节点、物联网设备等，该系列比较器的超低功耗特性能够显著延长电池的使用寿命。

移动通信

在移动通信设备中，需要对信号进行精确的比较和处理。MAX917 - MAX920 的高精度和低功耗特性，能够满足移动通信设备对性能和功耗的双重要求。

笔记本电脑和 PDA

在笔记本电脑和 PDA 等设备中，需要对电池电量进行监测和管理。该系列比较器可用于电池电量检测电路，确保设备的正常运行。

阈值检测器/鉴别器

可用于检测输入信号是否超过设定的阈值，实现信号的鉴别和处理。

接地或电源线传感

在一些需要对电源或地线上的信号进行监测的场合，该系列比较器可用于检测信号的变化，实现故障诊断和保护功能。

遥测和远程系统

在遥测和远程系统中，需要对信号进行远程传输和处理。MAX917 - MAX920 的低功耗和高可靠性特性，能够确保系统在长时间运行过程中的稳定性。

医疗仪器

在医疗仪器中，对精度和可靠性要求极高。该系列比较器的高精度和低功耗特性，能够满足医疗仪器对性能的严格要求。

设计注意事项

电源滤波

虽然该系列比较器在切换时能够有效限制供电电流的浪涌，但在电源阻抗较高、供电线路较长或电源线上存在过多噪声的情况下，仍建议在电源引脚附近添加 100nF 的旁路电容，以进一步降低电源噪声的影响。

迟滞设置

内置的迟滞特性能够有效避免输出振荡，但在某些特殊应用中，可能需要额外的迟滞。对于 MAX917/MAX919，可以通过三个电阻使用正反馈来产生额外的迟滞，但这种方法会减慢迟滞响应时间。对于 MAX918/MAX920，由于其开漏输出的特性，计算电阻值的公式会略有不同。

引脚配置

不同型号的比较器在引脚配置上可能会有所差异，在设计电路时，需要仔细查看引脚说明，确保正确连接各个引脚。

总结

MAX917 - MAX920 系列比较器以其超低的功耗、宽输入电压范围、多种输出类型和出色的性能，成为了电子工程师在设计低功耗、高精度电路时的理想选择。无论是在电池供电的便携式设备，还是在对性能要求极高的工业应用中，该系列比较器都能够发挥出其独特的优势。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择型号，并注意一些设计细节，以充分发挥其性能。你在使用比较器的过程中，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。