深入解析onsemi LMV331/393/339系列低电压比较器

在电子设计领域，比较器是一种常见且关键的器件，广泛应用于众多电路设计中。今天，我们将深入探讨onsemi的LMV331、NCV331、LMV393和LMV339这一系列单通道、双通道和四通道通用低电压比较器，了解它们的特性、性能参数以及应用电路。

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产品概述

LMV331是一款CMOS单通道通用低电压比较器，而LMV393和LMV339分别是双通道和四通道版本。这些比较器的工作电压范围为2.7V至5V，具有出色的输入共模范围、低静态电流等优点，并且提供多种节省空间的封装形式，非常适合对空间、低电压操作和低功耗有要求的便携式应用。

封装形式

• LMV331：有5引脚SC - 70和TSOP - 5封装。
• LMV393：提供8引脚Micro8、SOIC - 8和UDFN8封装。
• LMV339：采用SOIC - 14和TSSOP - 14封装。

产品特性

电气性能

• 电压性能：保证在2.7V和5V下的稳定性能。
• 输入共模电压范围：可扩展至地，这使得它们在不同的输入信号条件下都能稳定工作。
• 开漏输出：适用于线或应用，方便实现多个比较器的输出组合。
• 低静态电流：在5V电源下，每通道典型静态电流仅为60μA，有助于降低功耗。
• 低饱和电压：在5V电源下，典型饱和电压为200mV，能够提供更准确的输出信号。
• 传播延迟：在5V电源下，典型传播延迟为200ns，响应速度快。

其他特性

• 汽车级应用：带有NCV前缀的产品适用于汽车及其他有特殊场地和控制变更要求的应用，并且符合AEC - Q100标准，具备PPAP能力。
• 环保特性：这些器件无铅、无卤/无溴化阻燃剂，符合RoHS标准，满足环保要求。

性能参数

最大额定值

符号	额定值描述	值	单位
(V_S)	任何引脚电压（相对于(V^-)引脚）	5.5	V
(V_{IDR})	输入差分电压范围	±电源电压	V
(T_J)	最大结温	150	°C
(T_A)	工作环境温度范围 LMV331、LMV393、LMV339： - 40至85°C NCV331： - 40至125°C	-	°C
(T_{stg})	存储温度范围	- 65至150	°C
(T_L)	安装温度（红外或对流，距外壳1/16英寸，持续30秒）	260	°C
(V_{ESD})	ESD耐受能力 机器模型：100V 人体模型：1000V	-	V

推荐工作条件

不同封装的热阻有所不同，例如SOIC - 14封装的热阻为156°C/W。在实际应用中，需要根据具体的工作环境和散热条件来选择合适的封装，以确保器件的可靠性。

电气特性

分别给出了2.7V和5.0V直流及交流电气特性，包括输入失调电压、输入失调电流、饱和电压、输出灌电流、输出泄漏电流以及传播延迟等参数。这些参数对于评估比较器在不同电源电压下的性能至关重要，工程师在设计电路时需要根据实际需求进行合理选择。

典型特性曲线

文档中提供了多个典型特性曲线，如电源电流与电源电压的关系（输出高电平和低电平）、饱和电压与输出电流的关系等。这些曲线直观地展示了比较器在不同工作条件下的性能表现，有助于工程师更好地理解器件的特性，优化电路设计。

应用电路

基本比较器操作

比较器的基本功能是比较两个输入电压信号，并根据输入信号的高低产生数字输出信号。LMV331/393/339采用开漏输出级，因此需要一个上拉电阻连接到正电源电压，以确保输出能够正常切换。上拉电阻的阻值建议在1k至10k之间，这样可以在功耗和接口电路驱动能力之间取得平衡。

比较器与稳定性

比较器由于其高增益特性，容易出现振荡问题。当输入引脚之间的差分电压接近器件的失调电压时，基本比较器配置可能会发生振荡。为了消除输出振荡或“抖动”，可以在电路设计中加入外部迟滞。

带迟滞的反相配置

通过电阻网络可以创建迟滞带，迟滞带的大小由上下触发点(V{T1})和(V{T2})决定。(V{T1})和(V{T2})的计算公式分别为： [V{T1}=frac{V{CC} R{2}}{(R{1} | R{3}) + R{2}}] [V{T2}=frac{V{CC}(R{2} | R{3})}{R{1} + (R{2} | R_{3})}]

带迟滞的同相配置

同相配置的迟滞带定义为(Delta V{ln } = V{CC} R{1} / R{2})。当输入电压(V{IN})远小于反相输入电压（(V{REF})）时，输出为低电平；当输入电压满足一定条件时，输出会切换为高电平。相应的计算公式为： [V{ln1}=frac{V{ref }(R{1} + R{2})}{R{2}}] [V{in2}=frac{V{ref }(R{1} + R{2}) - V{CC} R{1}}{R{2}}]

未使用输入的处理

为了避免输出“抖动”，对于未使用的输入，应将其连接到一个确定的状态。建议将一个输入连接到(V_{CC})，另一个输入连接到地。

订购信息

文档提供了详细的订购信息，包括订单编号、通道数量、具体器件标记、封装类型和运输方式等。工程师在采购时可以根据自己的需求进行选择。

机械尺寸

文档还给出了各种封装的机械尺寸图和相关参数，包括SC - 70、TSOP - 5、Micro8、SOIC - 8、UDFN8、SOIC - 14和TSSOP - 14等封装。这些尺寸信息对于电路板设计和布局非常重要，确保器件能够正确安装和焊接。

综上所述，onsemi的LMV331/393/339系列低电压比较器具有多种优秀特性和丰富的应用电路，适用于各种便携式和低电压应用场景。在实际设计中，工程师需要根据具体需求选择合适的器件和封装，并合理设计电路，以充分发挥这些比较器的性能优势。你在使用这些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。