比较器的传播延迟规范与测量参数介绍

比较器的关键规格之一是传播延迟 - 信号从比较器输入传播到输出所需的时间。无论是作为电池供电应用中的阈值检测器，还是作为高速信号处理板上的阈值检测器，比较器的传播延迟都是工程师在选择合适的器件时想要知道的第一个参数。不幸的是，传播延迟规范在其所做或不能揭示的信息方面可能并且通常是模糊或误导的。这是因为有几个因素影响传播延迟规范，但这些因素通常不在数据表中讨论。影响传播延迟的因素有：测量方式，过驱动量，电源电压，输出驱动器电源电压，电容负载，共模电压，配置（反相或非反相），边缘一个度量（上升或下降）和温度。

测量传播延迟

要了解传播，首先必须查看正在测量的内容。让我们假设一个理想的比较器（没有偏移电压）。比较器基本上比较两个输入信号，并在一个输入信号超过另一个输入信号时使输出跳闸。但输出并没有瞬间改变;当信号在到达输出之前通过内部电路传播（传播）时存在延迟。重要的是要注意传播延迟定义为输出达到输出值的50％而不是完整值的点。此指定与输出负载相结合，是导致电路测量延迟时间长于预期延迟时间的几个因素之一。

通常说话

传播延迟通常是典型规范，意味着给定的值不是生产测试或保证。由于工艺和工厂的变化，除了正常的统计变化之外，典型值可以具有相当大的范围。平均所有值将给出接近预期值的值，但是个别IC可能具有测量的传播延迟规范，该规范实际上根本不是典型的。当有保证的规格时，它可能包括一个注释，在进一步检查后发现该设备经过样品测试，由相关性保证或由设计保证。流行的行业标准，LT1016双10ns比较提供了这样一个例子。以下是数据表中具有保证最大数量的传播延迟规范。经过进一步检查，请注意4“在低速过驱动的自动处理设备中无法测量tPD.LT1016采用1V步进和500mV过驱动进行了样品测试。相关测试表明，如果测试显示tPD限值，则可以保证进行额外的直流测试以确保所有内部偏置条件都正确。“

凌力尔特公司最新的高速比较器在数据手册中提供了有保证的规格。 LTC6752 2.9ns CMOS输出比较器的传播延迟规范如下所示。注8简单地告诉信号步长（150mV）。

LTC6754 1.8ns LVDS输出比较器还具有保证的传播延迟规范。由于其速度，提供LVDS输出以简化数字接口时钟要求。

踢入过载

影响传播延迟的因素之一是应用于比较器的过驱动量;过驱动越高，传播延迟越快。因此，在不知道过载量的情况下查看传播延迟可能会产生误导。 ATE客户已经意识到这一点并且经常要求如下所示的色散图，其示出了作为过驱动的函数的传播延迟。色散也是一个典型值，但当与典型的传播延迟相结合时，可以为使用比较器时预期的传播延迟值提供更紧密的范围。在某些情况下，使用具有较慢传播延迟但是具有较小色散的比较器可能是有利的，而不是使用具有稍快的传播延迟但是具有宽色散的装置。下图显示了LT1719单个4.5ns 3V / 5V比较器的传播延迟与输入过驱动之间的关系。

调高果汁

影响传播延迟规格的另一个因素是电源电压。下图显示了LTC6752单个2.9ns比较LT1719的电源电压变化时传播延迟如何变化。变化量取决于电源电压或器件优化的范围，但对于单电源系统，通常较低的电源电压通常转换为较慢的传播延迟。注意LT1719，该图表显示，只要VEE上存在负电源电压，正电源就会发生变化，传播延迟几乎没有变化。

输出端有更多电压

某些比较器的输出驱动器和输出逻辑电平有一个独立的电源引脚。与电源引脚类似，输出驱动器电源电压会影响传播延迟的速度。一般而言，输出驱动器电压越高，传播延迟越快。下图突出显示了这种关系。

你可以携带那个负载吗？

测量传播延迟时，比较器输出的负载在制造商与制造商之间并不一致，而且往往不是在同一制造商内保持一致。电气表电容负载通常在10pF至20pF范围内，但杂散电容和重电容负载会对传播延迟产生重大影响。

罕见的共模电压变化

比较器的输入共模电压可以在传播延迟中起作用。对于由不同输入共模范围有效的PNP对和NPN对组成的轨到轨输入比较器，这种影响非常明显。下图显示了传输延迟如何随着几个比较器的共模电压变化而变化。在第一个图中，下降沿数据（红色）显示由于这种效应导致的传播变化为13％。对于risingedge数据，这种变化要小得多。一些比较器在共模电压中表现出一个步骤而不是在该转变点处的尖峰。在图10中，传播延迟随着共模接近轨道而增加，导致延迟略有增加。

反转或不反转，即问题

拓扑可以在传播延迟中发挥作用。比较器可以被认为是放大器运行开环而没有线性输出级。与放大器类似，它可以配置为非反相或反相配置。望远镜的范围显示了使用反相和非反相配置的LT6700 / 3微功耗18ns比较器系列的传播延迟。从图中可以看出，上升沿非同相传播延迟约为24μs，下降沿约为20μs。对于反相配置，下降沿延迟为40μs，上升ege为10μs。

选择边缘

有时传播延迟对于上升沿和下降沿都是相似的，有时它是倾斜的。当数字不相同时，最佳规格通常显示在数据表的首页。下面的图表虽然在上面的不同示例中使用，但是观察上升和下降沿延迟之间的差异是一个很好的观察。在查看两个比较器时，务必确保比较相同的传播延迟边缘。

有人可以加热吗？

温度是我们提到的传播延迟变化的最后一个规范。虽然不能保证和生产测试，但通常可以在数据表中找到显示两个参数之间温度关系的图表。有时这种关系是相当线性的;其他时候，根本不是;这实际上取决于比较器的设计。下面是一些图表，显示了LTC6752和LT1719高速比较器的关系。请注意在某些情况下，温度变化如何超过20％，而在其他情况下，如果室温值的变化相当小。

武装并准备明智地选择

希望这已经揭开了传播延迟测量的一些细微之处。凌力尔特提供多种比较器，分组为高速（≥500ns传播延迟），微功率（典型电源电流≤110μA），特定应用和高温。