MAX965 - MAX970：超低电压微功耗比较器的设计与应用

在电子设计领域，对于低功耗、小体积且性能稳定的比较器需求日益增长。Maxim Integrated推出的MAX965 - MAX970系列单/双/四通道微功耗、超低电压、轨到轨输入输出比较器，为众多应用场景提供了理想的解决方案。本文将深入探讨该系列比较器的特性、参数、应用及设计要点。

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一、产品概述

MAX965 - MAX970系列比较器具有轨到轨输入输出特性，可在低至+1.6V的单电源下稳定工作，每个比较器的功耗小于5µA。其开漏输出可上拉至高于VCC 6V（最大），轨到轨输入共模电压范围使其非常适合超低电压应用。该系列比较器的工作电压范围为+1.6V至+5.5V，适用于两电池供电的应用场景。

二、产品特性

2.1 超低电压工作

能够在低至+1.6V的单电源下工作，这使得它在电池供电的设备中具有很大的优势，可有效延长电池续航时间。

2.2 轨到轨输入输出

轨到轨的输入输出特性，使得比较器能够处理接近电源电压范围的信号，提高了信号处理的灵活性和准确性。

2.3 低功耗

每个比较器的静态电流低至3µA，大大降低了系统的功耗，适合对功耗要求较高的应用。

2.4 可编程迟滞

部分型号（如MAX965/MAX967/MAX968/MAX969）提供可编程迟滞功能，可通过外部电阻进行设置，有效抑制噪声和寄生反馈，提高比较器的稳定性。

2.5 内部参考电压

部分型号具有内部1.235V ±1.5%的精密参考电压，可用于设置比较器的阈值，减少外部元件的使用。

2.6 快速响应

传播延迟低至10µs（50mV过驱动），能够快速响应输入信号的变化，满足高速应用的需求。

2.7 小封装

提供8引脚µMAX和16引脚QSOP等节省空间的封装形式，适合对电路板空间要求较高的应用。

三、应用领域

3.1 两电池供电/便携式系统

由于其超低电压工作和低功耗特性，非常适合用于两电池供电的便携式设备，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等。

3.2 窗口比较器

可用于检测输入信号是否在指定的电压范围内，实现窗口比较功能，广泛应用于工业控制、仪器仪表等领域。

3.3 阈值检测器/鉴别器

通过设置合适的阈值，可用于检测输入信号是否超过或低于某个特定电压，实现信号的鉴别和检测。

3.4 移动通信

在移动通信设备中，可用于信号的检测、比较和转换，提高通信系统的性能和稳定性。

3.5 电压电平转换

利用其轨到轨输入输出特性，可实现不同电压电平之间的转换，方便与其他电路进行接口。

3.6 接地/电源感应应用

可用于检测电源电压或接地电压的变化，实现电源监控和保护功能。

四、选型指南

PART	INTERNAL REFERENCE	COMPARATORS PER PACKAGE	PROGRAMMABLE HYSTERESIS
MAX965	Yes	1	Yes
MAX966	No	2	No
MAX967	Yes	2	Yes
MAX968	Yes	2	Yes
MAX969	Yes	4	Yes
MAX970	No	4	No

根据不同的应用需求，可以选择合适的型号。例如，如果需要单通道比较器且具有可编程迟滞和内部参考电压，可选择MAX965；如果需要四通道比较器但不需要内部参考电压和可编程迟滞，可选择MAX970。

五、电气特性

5.1 电源电压范围

不同封装的比较器在不同温度范围内的电源电压范围有所不同，一般为+1.6V至+5.5V。

5.2 比较器参数

包括电源抑制比、共模电压范围、输入失调电压、输入偏置电流、输入失调电流等，这些参数决定了比较器的性能和精度。

5.3 参考电压

内部1.235V的参考电压在不同温度范围内具有一定的精度，可用于设置比较器的阈值。

5.4 传播延迟

传播延迟与输入过驱动、负载电容等因素有关，一般在10 - 20µs之间。

六、典型应用电路

6.1 红外接收器

利用MAX965作为红外接收器，红外光电二极管根据红外光的强度产生电流，该电流在电阻上产生电压，当电压超过参考电压时，比较器输出状态发生变化。

6.2 两电池到TTL逻辑电平转换器

通过MAX965将两电池的电压信号转换为TTL兼容的信号，实现不同电压电平之间的转换。

七、设计要点

7.1 迟滞设置

对于具有可编程迟滞功能的型号，可通过外部电阻设置迟滞范围，以抑制噪声和寄生反馈。计算公式如下： [R 1=left(V{HB} / 2right) / I{REF }] [R 2=left(V{REF}-left(V{HB} / 2right)right) / I{REF }] 其中，(V{HB})为迟滞带宽，(I_{REF})为参考源电流。

7.2 噪声考虑

比较器和参考电压都存在一定的噪声，在设计时应尽量避免输出到参考引脚的电容耦合，以减少串扰对参考电压噪声的影响。

7.3 电路布局和旁路

在电源阻抗较高或电源引线较长时，应使用100nF的旁路电容。同时，应尽量减小信号引线的长度，以减少输入输出之间的杂散电容，提高电路的稳定性。

八、总结

MAX965 - MAX970系列比较器以其超低电压工作、低功耗、轨到轨输入输出等特性，为电子工程师提供了一种高性能、高可靠性的解决方案。在实际设计中，应根据具体的应用需求选择合适的型号，并注意迟滞设置、噪声考虑和电路布局等设计要点，以充分发挥该系列比较器的优势。你在使用该系列比较器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。