探索 MAX961–MAX964/MAX997/MAX999：高速比较器的卓越之选

在电子设计领域，高速比较器是至关重要的组件，它们广泛应用于各种系统中，如阈值检测、GPS 接收等。今天，我们将深入探讨 Maxim Integrated 推出的 MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 系列高速比较器，了解它们的特性、应用以及设计要点。

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一、器件概述

MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 是一系列低功耗、超高速的比较器，具备内部迟滞功能。这些器件专为单 +3V 或 +5V 电源操作而优化，输入共模范围可超出电源轨 100mV，输出能够在接近 GND 和 VCC 的 0.52V 范围内吸收或提供 4mA 电流。其传播延迟仅为 4.5ns（5mV 过驱动），每个比较器的电源电流为 5mA。

部分型号如 MAX961/MAX963/MAX964 和 MAX997 具备关断模式，在该模式下每个比较器仅消耗 270μA 电源电流。MAX961/MAX963 提供互补输出和锁存使能功能，允许用户保持有效的比较器输出。MAX999 采用小巧的 5 引脚 SOT23 封装，而单通道的 MAX961/MAX997 和双通道的 MAX962 则采用节省空间的 8 引脚 μMAX 封装。

二、关键特性

（一）高速性能

超快速的 4.5ns 传播延迟，能够满足高速采样电路等对速度要求极高的应用场景。在实际设计中，这种高速性能可以大大提高系统的响应速度，减少信号处理的延迟。

（二）电源兼容性

非常适合 +3V 和 +5V 单电源应用，这使得它们在多种电源环境下都能稳定工作，无需复杂的电源转换电路。对于便携式设备等对电源要求严格的系统来说，这是一个非常重要的特性。

（三）宽输入电压范围

Beyond-the-Rails 输入电压范围，输入共模电压范围可超出电源轨 100mV，这为设计带来了更大的灵活性，能够适应更广泛的输入信号。

（四）低功耗

低至 5mA 的电源电流（MAX997/MAX999），在保证高速性能的同时，有效地降低了功耗，延长了电池供电设备的续航时间。

（五）内部迟滞

3.5mV 的内部迟滞确保了干净的开关动作，避免了因噪声等因素导致的误触发。与传统需要外部电阻添加迟滞的比较器相比，固定的内部迟滞消除了这些外部电阻，简化了设计。

（六）输出锁存功能

MAX961/MAX963 具备输出锁存功能，允许存储比较结果。在需要保存比较结果的应用中，这一功能可以方便地实现数据的存储和处理。

（七）兼容 TTL/CMOS

TTL/CMOS 兼容输出，能够方便地与其他数字电路接口，提高了系统的集成度。

三、应用领域

（一）单 3V/5V 系统

由于其对 +3V 和 +5V 单电源的优化，非常适合单电源系统的设计，如一些小型的嵌入式系统。

（二）便携式/电池供电系统

低功耗特性使得它们成为便携式设备和电池供电系统的理想选择，如智能手机、平板电脑等设备中的信号检测电路。

（三）阈值检测/鉴别器

可用于精确检测输入信号是否超过或低于某个阈值，广泛应用于工业控制、传感器信号处理等领域。

（四）GPS 接收器

在 GPS 接收器中，高速比较器可以用于信号的快速检测和处理，提高定位的精度和速度。

（五）线路接收器

用于接收和处理各种线路信号，确保信号的准确传输和处理。

（六）过零检测器

检测交流信号的过零点，在电力电子、通信等领域有重要应用。

（七）高速采样电路

超高速的传播延迟使其能够满足高速采样的需求，在高速数据采集系统中发挥重要作用。

四、选型指南

该系列比较器提供了多种型号供选择，用户可以根据具体的应用需求，如比较器数量、是否需要互补输出、是否需要关断模式和锁存使能等，选择合适的型号。以下是详细的选型表格：	PART	NO. OF COMPARATORS	COMPLEMENTARY OUTPUT	SHUTDOWN	LATCH ENABLE	PIN-PACKAGE
MAX961	1	Yes	Yes	Yes	8 SO/μMAX
MAX962	2	No	No	No	8 SO/μMAX
MAX963	2	Yes	Yes	Yes	14 SO
MAX964	4	No	Yes	No	16 SO/QSOP
MAX997	1	No	Yes	No	8 SO/μMAX
MAX999	1	No	No	No	5 SOT23

五、电气特性

（一）电源电压

电源电压范围为 2.7V 至 5.5V，能够适应不同的电源环境。

（二）输入共模电压范围

输入共模电压范围为 -0.1V 至 VCC + 0.1V，确保了在较宽的输入电压范围内正常工作。

（三）输入参考触发点

在不同的输入条件下，输入参考触发点有所不同，一般在 ±2.0mV 至 ±8.0mV 之间。

（四）输入参考迟滞

固定的 3.5mV 输入参考迟滞，保证了稳定的开关动作。

（五）输入失调电压

输入失调电压在不同的封装和温度条件下有所差异，一般在 ±0.5mV 至 ±6.0mV 之间。

（六）输出电压

输出高电压为 VCC - 0.52V，输出低电压在不同条件下有所不同，确保了与其他电路的良好接口。

六、设计要点

（一）布局和旁路

由于该系列比较器具有高带宽，因此需要进行高速布局。建议使用具有良好、不间断、低电感接地平面的 PCB，在 VCC 附近放置去耦电容，保持输入和输出引脚的引线长度短，避免不必要的寄生反馈，将输入与输出分开，降低输入之间的阻抗，并直接将器件焊接到印刷电路板上。对于缓慢变化的输入信号，要注意防止寄生反馈，可以在输入之间放置一个小电容（1000pF 或更小）来消除过渡区域的振荡。

（二）关断模式

当 SHDN 引脚为高电平时，MAX961/MAX963/MAX964/MAX997 进入关断模式，此时每个比较器的电源电流降至 270μA，输出变为高阻抗。在正常工作时，应将 SHDN 引脚连接到 GND。退出关断模式时，应确保 LE 引脚为低电平，否则输出状态将不确定。

（三）锁存功能

在使用 MAX961/MAX963 的锁存功能时，必须满足所有的时序约束条件。当 LE 引脚为低电平时，锁存器透明，比较器正常工作；当 LE 引脚为高电平时，比较器的输出状态被存储。

七、总结

MAX961–MAX964/MAX997/MAX999 系列高速比较器凭借其高速性能、低功耗、宽输入电压范围、内部迟滞等特性，为电子工程师提供了一个优秀的选择。在设计过程中，合理选择型号并遵循正确的设计要点，能够充分发挥这些比较器的优势，实现高性能、高可靠性的电子系统。大家在实际应用中，有没有遇到过这些比较器的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。