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1 1.8V 低功耗推挽式输出比较器 特性 1.8 时的传输延时 : - 高电平至低电平 :56 ns ( 典型值 ) - 低电平至高电平 :49 ns ( 典型值 ) 低静态电流 : 100 µa ( 典型值 ) 输入失调电压 : ±3 mv ( 典型值 ) 轨到轨输入 : V SS - 0.3V 至 + 0.3V CMOS/TTL 兼容输出 宽电源电压范围 :1.8V 至 5.5V 提供单个 两个和四个比较器 封装 : SC70-5 SOT-23-5 SOIC MSOP 和 TSSOP 典型应用 笔记本电脑 移动电话 手持电子设备 RC 定时器 报警和监控电路 窗口比较器 多谐振荡器 设计支持 Microchip 高级器件选型器 (Microchip Advanced Part Selector, MAPS) 模拟演示和评估板 应用笔记 相关器件 漏极开路输出 : MCP6566/6R/6U/7/9 典型应用 V IN 概述 Microchip Technology, Inc. 的 MCP6561/1R/1U/2/4 系列 CMOS/TTL 兼容比较器提供单个 两个和四个配置 这些比较器针对 1.8V 低电源的单电源应用进行了优化, 提供超过轨到轨的输入范围 内部输入迟滞能够避免由于内部输入噪声电压引起输出误翻转, 从而减小电流消耗 MCP6561/1R/1U/2/4 系列的推挽式输出支持轨到轨输出摆幅, 并能够与 TTL/CMOS 逻辑接口 输出翻转频率可高达 4MHz( 典型值 ), 从而可减小输出翻转时电源电路浪涌和动态功耗 该系列器件工作于单电源 1.8V 至 5.5V 范围, 同时消耗低于 100 µa/ 每比较器的静态电流 ( 典型值 ) 封装类型 MCP6561 SOT-23-5, SC70-5 OUT V SS +IN IN MCP6561R SOT-23-5 OUT +IN V SS -IN V IN + V SS V IN - MCP6561U SOT OUT MCP6562 SOIC, MSOP OUTA -INA OUTB +INA V SS INB +INB MCP6564 SOIC, TSSOP OUTA 1 14 OUTD -INA IND +INA IND 11 V SS +INB INC -INB OUTB INC OUTC MCP656X V OUT R 2 R 3 R F 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 1 页

2 注 : DS22139B_CN 第 2 页 2009 Microchip Technology Inc.

3 1.0 电气特性 1.1 绝对最大值 * * 注 : 如果器件运行参数超过上述最大额定值, 可能对器件造成永久性损坏 上述数值为运行条件最大值, 我们不建议在该范围外运行 如果器件长时间工作在绝对最大额定条件下, 其可靠性会受到影响 - V SS V 所有输入输出... V SS - 0.3V 至 + 0.3V 差分输入电压... - V SS 输出短路电流... ± 25 ma 输入引脚电流...± 2mA 输出和电源引脚电流... ± 50 ma 存储温度范围 C 至 +150 C 施加电源时环境温度 C 至 +125 C 结温 C 所有引脚上的 ESD 保护 (HBM/MM)... 4 kv/300v 直流特性 电气特性 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND, T A = +25 C, V IN + = /2, V IN - = V SS, R L =10kΩ 连接到 /2 ( 见图 1-1) 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 电源电源电压 V 每个比较器的静态电流 I Q µa I OUT = 0 电源抑制比 PSRR db V CM = V SS 输入输入失调电压 V OS -10 ±3 +10 mv V CM = V SS ( 注 1) 输入失调电压的温度漂移 V OS / T ±2 µv/ C V CM = V SS 输入失调电流 I OS ±1 pa V CM = V SS 输入偏置电流 I B 1 pa T A = +25 C, V IN - = /2 60 pa T A = +85 C, V IN - = / pa T A = +125 C, V IN - = /2 输入迟滞电压 V HYST mv V CM = V SS ( 注 1, 2) 输入迟滞电压线性温度漂移 TC 1 10 µv/ C 输入迟滞电压二次项温度漂移 TC µv/ C 2 共模输入电压范围 V CMR V SS V = 1.8V V SS V = 5.5V 共模抑制比 CMRR db V CM = -0.3V 至 +0.3V, = 5.5V db V CM = /2 至 +0.3V, = 5.5V db V CM = -0.3V 至 /2, = 5.5V 共模输入阻抗 Z CM Ω pf 差模输入阻抗 Z DIFF Ω pf 推挽输出高电平输出电压 V OH 0.7 V I OUT = -3 ma/-8 ma 且 = 1.8V/5.5V ( 注 3) 低电平输出电压 V OL 0.6 V I OUT = 3mA/8mA 且 = 1.8V/5.5V ( 注 3) 短路电流 I SC ±30 ma 注 3 输出引脚电容 C OUT 8 pf 注 1: 输入失调电压为输入参考触发点的中间 ( 平均 ) 值 输入迟滞为输入参考触发点的差值 2: 不同温度下的 V HYST 可通过下列公式 V HYST (T A ) = V +25 C + (T A - 25 C) TC 1 + (T A - 25 C) 2 TC 2 估算出 3: 限制输出电流不超过绝对最大值 50 ma 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 3 页

4 交流特性 电气特性 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND, T A = +25 C, V IN + = /2, V IN - = V SS, R L =10kΩ 连接到 /2 且 C L = 25 pf ( 见图 1-1) 参数 符号 最小值 典型值最大值 单位 条件 传输延迟高电平至低电平, 100 mv 过载 t PHL ns V CM = /2, = 1.8V ns V CM = /2, = 5.5V 低电平至高电平, 100 mv 过载 t PLH ns V CM = /2, = 1.8V ns V CM = /2, = 5.5V 1 时滞 t PDS ±10 ns 输出上升时间 t R 20 ns 下降时间 t F 20 ns 最大翻转频率 f TG 4 MHz = 5.5V 2 MHz = 1.8V 2 输入电压噪声 E NI 350 µv P-P 10 Hz 至 10 MHz 注 1: 传输时延时滞定义为 : t PDS = t PLH - t PHL 2: EN 参数基于 SPICE 模拟结果 温度特性 电气特性 : 除非另外说明, = +1.8V 至 +5.5V 和 V SS = GND 1.2 测试电路配置 参数符号最小值典型值最大值单位条件 温度范围指定温度范围 T A C 工作温度范围 T A C 存储温度范围 T A C 封装热阻热阻, SC70-5 θ JA 331 C/W 热阻, SOT-23-5 θ JA C/W 热阻, 8 引脚 SOIC θ JA C/W 热阻, 8 引脚 MSOP θ JA 211 C/W 热阻, 14 引脚 SOIC θ JA 95.3 C/W 热阻, 14 引脚 TSSOP θ JA 100 C/W 这个测试电路用于测试比较器的交流和直流参数 MCP656X 200 kω 200 kω V IN = V SS I OUT 200 kω V SS = 0V 200 kω V OUT 25 pf 图 1-1: 参数测试电路 推挽输出比较器交流和直流 DS22139B_CN 第 4 页 2009 Microchip Technology Inc.

5 2.0 典型工作特性曲线 注 : 以下图表为基于有限数量样本所作的统计, 仅供参考 所列特性未经测试, 我公司不作任何担保 在一些图表中, 所列数据可能超出规定的工作范围 ( 如 : 超出规定的电源电压范围 ), 因而不在担保范围内 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C, V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf Occurrences (%) 50% 40% 30% 20% 10% VDD = 1.8V V CM = V SS Avg. = -0.1 mv StDev = 2.1 mv 3588 units = 5.5V V CM = V SS Avg. = -0.9 mv StDev = 2.1 mv 3588 units Occurrences (%) 30% 25% 20% 15% 10% 5% = 1.8V Avg. = 3.4 mv StDev = 0.2 mv 3588 units = 5.5V Avg. = 3.6 mv StDev = 0.1 mv 3588 units 0% V OS (mv) 0% V HYST (mv) 图 2-1: 输入失调电压直方图 图 2-4: 输入迟滞电压直方图 Occurrences (%) 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% V CM = V SS Avg. = 0.9 µv/ C StDev = 6.6 µv/ C 1380 Units T A = -40 C to +125 C V OS Drift (µv/ C) Occurrences (%) 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% = 5.5V Avg. = 10.4 µv/ C StDev = 0.6 µv/ C 1380 Units T A = -40 C to 125 C V CM = V SS = 1.8V Avg. = 12 µv/ C StDev = 0.6 µv/ C V HYST Drift, TC1 (µv/ C) 图 2-2: 输入失调电压漂移直方图 图 2-5: 度系数 (TC1) 输入迟滞电压漂移 线性温 V OUT (V) = 5.5V V IN - V OUT VIN+ = VDD/2 Occurrences (%) 30% 20% 10% = 5.5V Avg. = 0.25 µv/ C 2 StDev = 0.1 µv/ C Units T A = -40 C to +125 C V CM = V SS = 1.8V Avg. = 0.3 µv/ C 2 StDev = 0.2 µv/ C Time (3 µs/div) 0% V HYST Drift, TC2 (µv/ C 2 ) 图 2-3: 输入 输出信号无相位翻转 图 2-6: 输入迟滞电压漂移 二次项温度系数 (TC2) 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 5 页

6 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf V OS (mv) VDD= 1.8V = 5.5V V CM = V V HYST (mv) V CM = V SS VDD= 5.0V VDD= 1.8V Temperature ( C) Temperature ( C) 图 2-7: 输入失调电压 温度曲线 图 2-10: 输入迟滞电压 温度曲线 V OS (mv) = 1.8V TA= +125 C T A = +85 C TA= +25 C TA= -40 C V CM (V) V HYST (mv) = 1.8V T A = +125 C T A = +25 C T A = +85 C T A = -40 C V CM (V) 图 2-8: 压曲线 输入失调电压 共模输入电 图 2-11: 压曲线 输入迟滞电压 共模输入电 V OS (mv) = 5.5V T A = -40 C T A = +25 C T A = +85 C T A = +125 C V CM (V) V HYST (mv) T A = -40 C TA= +25 C T A = +85 C TA= +125 C VDD = 5.5V V CM (V) 图 2-9: 压曲线 输入失调电压 共模输入电 图 2-12: 压曲线 输入迟滞电压 共模输入电 DS22139B_CN 第 6 页 2009 Microchip Technology Inc.

7 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf V OS (mv) TA= -40 C TA= +25 C T A = +85 C T A = +125 C V HYST (mv) TA= +125 C TA= +85 C TA= +25 C T A = -40 C (V) 图 2-13: 输入失调电压 电源电压 温度曲线 (V) 图 2-16: 输入迟滞电压 电源电压 温度曲线 Occurrences (%) 50% 40% 30% 20% 10% 0% VDD = 1.8V Avg. = 88 µa StDev= 4 µa 1794 units I Q (µa) 图 2-14: 静态电流直方图 VDD = 5.5V Avg. = 97 µ A StDev= 4 µa 1794 it I Q (µa) 图 2-17: 曲线 T A = -40 C T A = +25 C TA= +85 C TA= +125 C (V) 静态电流 电源电压 温度 I Q (µa) VDD = 1.8V Sweep VIN+ V,VIN- - = VDD/2 Sweep VIN- V -,VIN+ = /2 / V CM (V) I Q (µa) VDD = 5.5V Sweep V IN+,V IN - = /2 Sweep V IN -,V IN+ = / V CM (V) 图 2-15: 线 静态电流 共模输入电压曲 图 2-18: 线 静态电流 共模输入电压曲 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 7 页

8 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf I Q (µa) mv Over-Drive VCM = VDD/2 RL = Open 0dB Output Attenuation VDD = 1.8V = 5.5V k k k 1E+06 1M 1E+07 10M Toggle Frequency (Hz) I SC (ma) T A = -40 C TA= +25 C TA= +85 C TA= +125 C T A = -40 C TA= +25 C T A = +85 C T A = +125 C (V) 图 2-19: 静态电流 翻转频率曲线 图 2-22: 短路电流 电源电压 温度曲线 V OL, - V OH (mv) VDD= 1.8V VOL V TA = +125 C T A = +85 C T A = +25 C T A = -40 C - V OH I OUT (ma) V OL, - V OH (mv) VDD= 5.5V T A = 125 C T A = 85 C TA = 25 C TA = -40 C - V OH V OL I OUT (ma) 图 2-20: 输出容限 输出电流曲线 图 2-23: 输出容限 输出电流曲线 Occurrences (%) 50% 40% 30% 20% 10% t PLH Avg. = 47 ns StDev= 2 ns 198 units VDD= 1.8V 100 mv Over-Drive V CM = /2 t PHL Avg. = 54.4 ns StDev= 2 ns 198 units Occurrences (%) 50% 40% 30% 20% 10% t PHL Avg. = 33 ns StDev= 1 ns 198 units = 5.5V 100mV Over-Drive VCM = VDD/2 tplh Avg. = 44.6 ns StDev= 2.7 ns 198 units 0% Prop. Delay (ns) 0% Prop. Delay (ns) 图 2-21: 低电平传输延迟 低电平至高电平和高电平至 图 2-24: 低电平至高电平和高电平至低电平传输延迟 DS22139B_CN 第 8 页 2009 Microchip Technology Inc.

9 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf Occurrences (%) 50% 40% 30% 20% 10% = 1.8V Avg. = -7.3 ns StDev= 0.8 ns 198 units = 5.5V Avg. = 11.6 ns StDev= 2 ns 198 units 100 mv Over-Drive V CM = /2 0% Prop. Delay Skew (ns) Prop. Delay (ns) mv Over-Drive V CM = /2 t PLH, V t DD = 1.8V PHL t PHL, = 1.8V t PLH, = 5.5V t PHL, = 5.5V Temperature ( C) 图 2-25: 传输延迟时滞 图 2-28: 传输延迟 温度曲线 Prop. Delay (ns) tphl, 10 mv Over-Drive t PLH, 10 mv Over-Drive V CM = /2 t PHL, 100 mv Over-Drive t PLH, 100 mv Over-Drive Prop. Delay (ns) tplh, VDD = 1.8V tphl, VDD = 1.8V t PLH, = 5.5V t PHL, = 5.5V VCM = VDD/ (V) Over-Drive (mv) 图 2-26: 传输延迟 电源电压曲线 图 2-29: 传输延迟 输入过载曲线 Prop. Delay (ns) VDD= 1.8V 100 mv Over-Drive tphl t PLH Prop. Delay (ns) = 5.5V 100 mv Over-Drive tphl tplh V CM (V) V CM (V) 图 2-27: 线 传输延迟 共模输入电压曲 图 2-30: 线 传输延迟 共模输入电压曲 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 9 页

10 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf Prop. Delay (µs) mV Over-Drive V CM = /2 = 5.5V, t PLH = 5.5V, t PHL = 1.8V, t PLH = 1.8V, t PHL Occurrences (%) 30% 25% 20% 15% 10% 5% V CM = V SS Avg. = 200 µv/v StDev= 94 µv/v 3588 units E Capacitive Load (nf) 0 0% PSRR (µv/v) 图 2-31: 传输延迟 容性负载曲线 图 2-34: 电源抑制比 (PSRR) Input Current (A) 1E+11 10m 1E+10 1E+09 1m 1E+08 1E+07 10µ 1E+06 1E n T A = -40 C 1E+04 T A = +25 C 1E+03 1n TA= +85 C 1E+02 T A = +125 C 1E+01 10p 1E+00 1E p Input Voltage (V) Occurrences (%) 30% 20% 10% V CM = /2 to + 0.2V Avg. = 0.7 mv StDev= 1 mv V CM = -0.2V to /2 Avg. = 0.5 mv StDev= 0.1 mv V CM = -0.2V to + 0.2V Avg. = 0.6 mv StDev= 0.1 mv VDD= 1.8V 3588 units 0% CMRR (mv/v) 图 2-32: 输入偏置电流 输入电压 温度曲线 图 2-35: 共模抑制比 (CMRR) CMRR/PSRR (db) Input PSRR CMRR V CM = V SS = 1.8V to 5.5V V CM = -0.3V to + 0.3V VDD = 5.5V Temperature ( C) Occurrences (%) 30% 20% 10% V CM = /2 to + 0.3V Avg. = 0.03 mv StDev= 0.7 mv VCM = -0.3V to VDD/2 Avg. = 0.2 mv StDev= 0.4 mv V CM = -0.3V to + 0.3V Avg. = 0.1 mv StDev= 0.4 mv = 5.5V 3588 units 0% CMRR (mv/v) 图 2-33: 共模抑制比 电源抑制比 温度曲线 图 2-36: 共模抑制比 (CMRR) DS22139B_CN 第 10 页 2009 Microchip Technology Inc.

11 注 : 除非另外说明, 否则 = +1.8V 至 +5.5V, V SS = GND,T A = +25 C,V IN + = /2, V IN = GND, R L = 10 kω 连接到 /2 且 C L = 25 pf Output Jitter pk-pk (ns) VDD = 5.5V VIN+ = 2Vpp (sine) I OS and I B (pa) I T A = 125 C I T A = 85 C I T A = 125 C I T A = 85 C = 5.5V k k k 1M M 1E+07 Input Frequency (Hz) V CM (V) 图 2-37: 1000 输出抖动 输入频率曲线 图 2-39: 输入失调电流和输入偏置电流 共模输入电压 温度曲线 I OS and I B (pa) I B I OS Temperature ( C) 图 2-38: 流 温度曲线 输入失调电流和输入偏置电 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 11 页

12 注 : DS22139B_CN 第 12 页 2009 Microchip Technology Inc.

13 3.0 引脚说明 表 3-1 列出了器件的引脚功能 表 3-1: 引脚功能表 MCP6561 MCP6561R MCP6561U MCP6562 MCP6564 SC70-5, SOT-23-5 SOT-23-5 SOT-23-5 MSOP, SOIC SOIC, TSSOP OUT, OUTA 数字输出 ( 比较器 A) V IN, V INA 反相输入 ( 比较器 A) V IN +, V INA + 同相输入 ( 比较器 A) 电源正极 5 5 V INB + 同相输入 ( 比较器 B) 6 6 V INB 反相输入 ( 比较器 B) 7 7 OUTB 数字输出 ( 比较器 B) 8 OUTC 数字输出 ( 比较器 C) 9 V INC 反相输入 ( 比较器 C) 10 V INC + 同相输入 ( 比较器 C) V SS 电源负极 12 V IND + 同相输入 ( 比较器 D) 13 V IND 反相输入 ( 比较器 D) 14 OUTD 数字输出 ( 比较器 D) 符号 说明 3.1 模拟输入 比较器的同相和反相输入是高阻抗 CMOS 输入, 其偏置电流很小 3.2 数字输出 比较器输出为 CMOS 推挽式数字输出 它们设计成可兼容 CMOS 和 TTL 逻辑, 并可以驱动高的直流或容性负载 3.3 电源 (V SS 和 ) 正电源引脚 ( ) 为 1.8V 至 5.5V, 要比负电源引脚 (V SS ) 的电压高 对于正常工作, 其他引脚的电压应在 V SS 与 之间 通常, 这些器件应用在单 ( 正 ) 电源配置中 此时,V SS 接地, 连接到电源 通常需要在距离 引脚 2mm 的范围内连接典型值为 0.01 µf 至 0.1 µf 的旁路电容 这些电容也可以与附近 ( 100 mm 之内 ) 的其他模拟器件共享, 但不是必须要共享 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 13 页

14 注 : DS22139B_CN 第 14 页 2009 Microchip Technology Inc.

15 4.0 应用信息 MCP6561/1R/1U/2/4 系列推挽式输出比较器采用 Microchip 先进的 CMOS 工艺制造, 它们适用于大量需要低功耗的高速应用 4.1 比较器输入 正常工作 本系列比较器的输入级采用三个并联的差分电路 : 一个工作在低输入电压下, 一个工作在高输入电压下, 另一个工作在中间输入电压下 采用这种拓扑结构, 器件输入电压可以在 +0.3V 至 V SS 0.3V 的范围内 通过在 V SS 0.3V 和 +0.3V 时测试输入失调电压来确保器件正常工作 MCP6561/1R/1U/2/4 系列比较器内部设置的迟滞电压 V HYST 足够小, 能够维持输入失调精度 ; 同时足够大, 能够消除比较器内部输入噪声电压 E NI 产生的输出啁啾 图 4-1 显示了此种情形 输入失调电压 (V OS ) 为 ( 参考输入 ) 低电平至高电平以及高电平至低电平跳变点电压的中间值 ( 平均值 ) 输入迟滞电压 (V HYST ) 为这两个触发点的电压差 Output Voltage (V) = 5.0V V OUT V IN Hysteresis Time (100 ms/div) Input Voltage (10 mv/div) 输入电压和电流限制 输入引脚上的 ESD 保护, 可使用图 4-2 来进行说明 选择此结构, 是要保护输入晶体管, 并最小化输入偏置电流 (I B ) 当输入比 V SS 还低一个二极管压降时, 输入 ESD 二极管将对输入进行钳位 当输入电压远高于 时,ESD 二极管也将对输入进行钳位 ; 它们的击穿电压足够高从而允许正常工作, 同时还足够低从而能够旁路掉规定限幅内的快速 ESD V IN + V SS 图 4-2: 焊盘 焊盘 焊盘 输入级 焊盘 V IN 简化的模拟输入 ESD 结构 为了避免损坏和 / 或不正确地使用比较器, 在电路中必须对 V IN + 和 V IN 引脚上的电流 ( 和电压 ) 进行限制 ( 见第 1.0 节 电气特性 开头的绝对最大值 *) 图 4-3 给出了保护这些输入引脚的推荐方法 内部 ESD 二极管的作用是防止输入引脚 (V IN + 和 V IN ) 上电压低于地电压太多, 而电阻 R 1 和 R 2 用来限制可能从输入引脚流出的电流 二极管 D 1 和 D 2 的作用是防止输入引脚 (V IN + 和 V IN ) 上电压高于 太多 如果使用如图所示的电路, 则电阻 R 1 和 R 2 还将限制通过 D 1 和 D 2 的电流 图 4-1: MCP6561/1R/1U/2/4 比较器内部的迟滞消除输入噪声电压引起的输出啁啾 V D 1 V 1 + R 1 MCP656X D 2 2 R 2 R 3 V OUT 图 4-3: R 1 R 2 V SS ( 最小 V 1 期望值 ) 2mA V SS ( 最小 V 2 期望值 ) 2mA 保护模拟输入 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 15 页

16 还有一种可能的办法是把二极管连接到电阻 R 1 和 R 2 的左边 这样的话, 就需要用其他机制来限制通过二极管 D 1 和 D 2 的电流 由于电阻的作用是限制冲击电流, 因此流进输入引脚 (V IN + 和 V IN ) 的直流电流非常小 当共模电压 (V CM ) 低于地电压 (V SS ) 时, 会有较大的电流从输入引脚流出 请参见图 2-32 高阻抗应用可能需要限制可用的电压范围 相位翻转 MCP6561/1R/1U/2/4 比较器系列在输入级采用 CMOS 晶体管 它们的设计, 旨在不出现相位翻转, 即使输入引脚电压超过了电源电压 在图 2-3 中, 输入电压超过了正 负电源电压, 但没有出现相位翻转 4.2 推挽输出 推挽输出设计成可以兼容 CMOS 和 TTL 逻辑, 同时输出级的晶体管配置成可以提供轨到轨输出性能 当比较器输出从高电平跳变成低电平, 或从低电平跳变成高电平时, 输出级的晶体管驱动电路可以最小化任何开关电流 ( 电源轨间的直通电流 )( 见图 2-15 和图 2-18 以获取更多信息 ) 4.3 外部设置迟滞 通过使用外部电阻来选择迟滞 ( 或输入跳变点 ), 以实现更大的灵活性 当一个输入缓慢地移动并超过另外一个输入时, 迟滞将减小输出啁啾 另外它也可以避免系统 ( 例如, 空调温控器 ) 频繁地在高和低状态之间跳变 输出啁啾也增加动态电源电流 同相电路 图 4-4 显示了在单电源供电下使用两个电阻构成的同相电路, 相应的迟滞示意图如图 4-5 V IN 图 4-4: 的同相电路 V OH 图 4-5: V REF V OL V SSVSS V OUT R 1 高至低 - MCP656X R F V OUT 单电源供电下具有迟滞功能 同相电路的迟滞示意图 图 4-4 和图 4-5 中的跳变点电压可由下式计算 : + V THL V TLH 低至高 V IN 公式 4-1: V TLH R V REF 1 1 R 1 = V R F OL R F R V THL V REF 1 1 R 1 = V R F OH R F 其中 : V TLH = 从低跳变至高的跳变电压 V THL = 从高跳变至低的跳变电压 DS22139B_CN 第 16 页 2009 Microchip Technology Inc.

17 4.3.2 反相电路 图 4-6 显示了在单电源供电下使用三个电阻构成的反相电路, 相应的迟滞示意图如图 4-7 其中 : R R 2 R 3 23 = R 2 + R 3 V IN R 3 V 23 = V R 2 + R DD 3 MCP656X V OUT 采用这个简化电路, 则通过下列公式就可以计算出跳变点电压 : R 2 公式 4-2: 图 4-6: V OH R 3 V OL V SSVSS V OUT 低至高 具有迟滞功能的反相电路 V TLH V THL 图 4-7: 反相电路的迟滞示意图 为确定图 4-6 中的跳变点电压 (V THL 和 V TLH ), 可以将电路中的 R 2 和 R 3 简化成相对于 的戴维宁 (Thevenin) 等效电路, 如图 4-8 R F 高至低 V IN R 23 V THL = V OH V R 23 + R F R 23 + R F 图 2-20 和图 2-23 可用来确定 V OH 和 V OL 典型值 4.4 旁路电容 使用该系列的比较器时, 应该在靠近电源引脚 ( 单电源供电时为 引脚 )2 mm 范围内连接一个旁路电容 (0.01 µf 至 0.1 µf), 以获得最佳的变化速率 4.5 容性负载 合理的容性负载 ( 例如, 逻辑门 ) 对传输延迟没有影响 ( 见图 2-31) 在翻转频率增加时, 特别是驱动大的容性负载时, 电源电流会增加 ( 见图 2-19) 采用更高的容性负载时输出压摆率和传输延迟性能会降低 R F R F R 23 V TLH = V OL V R 23 + R F R 23 + R F 其中 : V TLH = 从低跳变至高的跳变电压 V THL = 从高跳变至低的跳变电压 - MCP656X + V SS V OUT V 23 R 23 R F 图 4-8: 戴维宁 (Thevenin) 等效电路 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 17 页

18 4.6 PCB 表面漏电流 为那些必须保证低输入偏置电流的应用来说, 必须考虑印刷电路板 (Printed Circuit Board, PCB) 表面漏电流的影响 电路板表面漏电流是由于电路板潮湿 积尘或其他污渍产生的 在低湿条件下, 相邻走线之间的典型阻抗为 Ω 5V 的压差会产生 5pA 的电流, 这一电流比 MCP6561/1R/1U/2/4 系列在 25 C 时的偏置电流 ( 典型值 1pA) 大 减小表面漏电流最简单的方法是在敏感引脚 ( 或走线 ) 周围使用保护环 保护环的偏置电压与敏感引脚的电压相等 图 4-9 给出了这种布局的一个示例 IN- IN+ V SS 4.7 PCB 布线技巧 当设计 PCB 布线时, 需要特别留意, 将模拟和数字信号进行可靠地隔离, 以防止信号耦合 若比较器输出走线太靠近输入走线, 则当有大的输出电压从 V SS 变化成 或反过来, 则信号可能耦合到输入, 并导致输出产生振荡 为防止这种振荡, 输出走线须远离输入引脚 由于输出引脚 OUT ( 引脚 1) 被电源引脚 /V SS ( 引脚 2) 和输入引脚 +IN ( 同时模拟和数字走线仍然被 PCB 隔开 ) 隔离,SC70-5 和 SOT-23-5 封装相对而言, 受到的干扰较小 然而, 双比较器和四比较器封装 (SOIC MSOP 和 TSSOP) 的 OUT 和 -IN 引脚 ( 引脚 1 和 2) 靠的很近 针对这些封装的推荐布线如图 4-10 所示 保护环 OUTA -INA +INA V SS OUTB -INB +INB 图 4-9: 反相电路的保护环布局示例 1. 反相配置 ( 图 4-6 和 4-9): a) 将保护环与同相输入引脚 (V IN +) 相连 这将使保护环的偏置电压与比较器参考电压 ( 如 /2 或地 ) 相同 b) 用一根不与保护环接触的走线将反相引脚 (V IN ) 与输入端焊盘相连 2. 同相配置 ( 图 4-4): a) 用一根不与保护环接触的走线将同相引脚 (V IN +) 与输入端焊盘相连 b) 将保护环与反相输入引脚 (V IN ) 相连 图 4-10: 推荐布线 4.8 未使用的比较器 在四比较器封装 (MCP6564) 中, 未使用的比较器应该像图 4-11 那样进行连接 这个电路将防止输出翻转, 防止出现串扰 它使用了最少的元件, 并吸收很少的电流 ( 见图 2-15 和图 2-18) ¼ MCP 图 4-11: 未使用的比较器 DS22139B_CN 第 18 页 2009 Microchip Technology Inc.

19 4.9 典型应用 精密比较器 许多应用需要很高的直流精度 满足这种需要最简单的方法就是采用一个运放 ( 例如 MCP6291) 将输入到比较器的信号预先放大 图 4-12 显示了这种方法的示例 双稳态多谐振荡器 简单的双稳态多谐振荡器设计如图 4-14 V REF 应处于电源 (V SS = GND 和 ) 之间以保证电路振荡, 改变 V REF 相应地改变输出占空比 R 1 R 2 V REF V REF MCP6291 MCP6561 V OUT V IN R 1 R 2 MCP656X V OUT V REF C 1 R 3 图 4-12: 精密反相比较器 图 4-14: 双稳态多谐振荡器 窗口比较器 图 4-13 显示了一种窗口比较器的设计方法 当输入电压处于 V RB 和 V RT ( 其中 V RT > V RB ) 之间时, 与门产生逻辑 1 V RT V IN 1/2 MCP6562 V RB 1/2 MCP6562 图 4-13: 窗口比较器 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 19 页

20 注 : DS22139B_CN 第 20 页 2009 Microchip Technology Inc.

21 5.0 设计支持 5.1 Microchip 高级器件选型器 (MAPS) 软件工具 MAPS 能够帮助半导体专业人士有效地识别出满足特定设计需求的 Microchip 器件 Microchip 网站 maps 免费提供这款工具 MAPS 是全面的选型工具, 针对的是 Microchip 的各种产品, 包括模拟器件 存储器 MCU 和 DSC 等 使用 MAPS 工具, 您可以定义一个筛选器, 按参数搜索满足特定特性需求的器件, 并输出一一对应的技术比较报告 网页上还将提供有各种链接, 用以查找数据手册 进行订购以及申请 Microchip 器件样片等 5.3 应用笔记 下列 Microchip 应用笔记, 可以在 Microchip 网站上 ( 地址 : com/appnotes) 上找到, 它们是推荐的补充参考资料 AN895, Oscillator Circuit For RTD Temperature Sensors, DS 模拟演示及评估板 Microchip 提供种类繁多的模拟演示和评估板, 旨在帮助缩短产品上市的时间 要获得这些评估板的完整清单 相应的用户指南以及技术信息, 请访问 Microchip 网站 有三个特别有用的评估板 : 8 引脚 SOIC/MSOP/TSSOP/DIP 评估板, 部件编号 SOIC8EV 14 引脚 SOIC/TSSOP/DIP 评估板, 部件编号 SOIC14EV 5/6 引脚 SOT23 评估板, 部件编号 VSUPEV Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 21 页

22 注 : DS22139B_CN 第 22 页 2009 Microchip Technology Inc.

23 6.0 封装信息 6.1 封装标识信息 5 引脚 SC-70 (MCP6561) 示例 : XXNN BC25 5 引脚 SOT-23(MCP6561 MCP6561R 和 MCP6561U) 示例 : XXNN 器件 代码 MCP6561T WBNN MCP6561RT WANN MCP6561UT WKNN 注 : 适用于 5 引脚 SOT-23 WA25 8 引脚 MSOP (MCP6562) 示例 : XXXXXX YWWNNN 6562E 引脚 SOIC (150 mil)(mcp6562) 示例 : XXXXXXXX XXXXYYWW NNN MCP6562E SN^^0933 e3 256 图注 : XX...X 客户指定信息 Y 年份代码 ( 公历年份的最后一个数字 ) YY 年份代码 ( 公历年份的最后两个数字 ) WW 星期代码 ( 一月一日的星期代码为 01 ) NNN 以字母数字排序的追踪代码 e3 雾铅的 (Sn) JEDEC 无铅标识 * 表示无铅封装, JEDEC 无铅标志 ( e3) 标示在此封装的外包装上 注 : Microchip 元器件编号如果无法在同一行内完整标注, 将换行标出, 因此会限制客户指定信息的可用字符数 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 23 页

24 封装标识信息 ( 续 ) 14 引脚 SOIC (150 mil)(mcp6564) 示例 : XXXXXXXXXX XXXXXXXXXX YYWWNNN MCP6564 E/SL^^3 e 引脚 TSSOP (MCP6564) 示例 : XXXXXXXX YYWW NNN MCP6564E DS22139B_CN 第 24 页 2009 Microchip Technology Inc.

25 5 引脚塑封小外形晶体管 (LT)[SC70] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 D b E1 E 4 5 e e A A2 c A1 L 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 25 页

26 5 引脚塑封小外形晶体管 (LT)[SC70] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 DS22139B_CN 第 26 页 2009 Microchip Technology Inc.

27 5 引脚塑封小外形晶体管 (OT)[SOT-23] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 N b E E e e1 D A A2 c φ A1 L L Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 27 页

28 8 引脚塑封微小外形封装 (MS)[MSOP] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 D N E1 E NOTE e b A A2 c φ A1 L1 L DS22139B_CN 第 28 页 2009 Microchip Technology Inc.

29 8 引脚塑封微小外形封装 (MS)[MSOP] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 29 页

30 8 引脚塑封窄条小外形封装 (SN) 主体 3.90 mm[soic] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 D N e E E1 NOTE b h h α A A2 φ c A1 L L1 β DS22139B_CN 第 30 页 2009 Microchip Technology Inc.

31 8 引脚塑封窄条小外形封装 (SN) 主体 3.90 mm[soic] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 31 页

32 14 引脚塑封窄条小外形封装 (SL) 主体 3.90 mm[soic] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 D N E E1 NOTE b e h h α A A2 φ c A1 L L1 β DS22139B_CN 第 32 页 2009 Microchip Technology Inc.

33 14 引脚塑封窄条小外形封装 (SL) 主体 3.90 mm[soic] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 33 页

34 14 引脚塑封薄型缩小外形封装 (ST) 主体 4.4 mm[tssop] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 D N E1 E NOTE b e A A2 c φ A1 L1 L DS22139B_CN 第 34 页 2009 Microchip Technology Inc.

35 14 引脚塑封薄型缩小外形封装 (ST) 主体 4.4 mm[tssop] 注 : 最新的封装图请至 查看 Microchip 封装规范 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 35 页

36 注 : DS22139B_CN 第 36 页 2009 Microchip Technology Inc.

37 附录 A: 版本历史 版本 B (2009 年 8 月 ) 下面列出了所作的修改 : 1. 在整个文档中增加了 MCP6561U 2. 更新了封装图所在的章节 版本 A (2009 年 3 月 ) 本文档的初始版本 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 37 页

38 注 : DS22139B_CN 第 38 页 2009 Microchip Technology Inc.

39 产品标识体系 欲订货或获取价格 交货等信息, 请与我公司生产厂或各销售办事处联系 部件编号 X /XX 器件 温度范围 封装 器件 MCP6561T: 单比较器 ( 卷带式 ) (SC70, SOT-23) MCP6561RT: 单比较器 ( 卷带式 ) ( 仅 SOT-23 ) MCP6561UT: 单比较器 ( 卷带式 ) ( 仅 SOT-23 ) MCP6562: 双比较器 MCP6562T: 双比较器 ( 卷带式 ) MCP6564: 四比较器 MCP6564T: 四比较器 ( 卷带式 ) 温度范围 E = -40 C 至 +125 C 封装 LT = 塑封小外形晶体管 (SC70), 5 引脚 OT = 塑封小外形晶体管, 5 引脚 MS = 塑封微小外形晶体管, 8 引脚 SN = 塑封小外形晶体管, 8 引脚 ST = 塑封薄型缩小外形晶体管, 14 引脚 SL = 塑封小外形晶体管, 14 引脚 示例 : a) MCP6561T-E/LT: 卷带式, 扩展级温度, 5 引脚 SC70 封装 b) MCP6561T-E/OT: 卷带式, 扩展级温度, 5 引脚 SOT-23 封装 a) MCP6561RT-E/OT: 卷带式, 扩展级温度, 5 引脚 SOT-23 封装 a) MCP6561UT-E/OT: 卷带式, 扩展级温度, 5 引脚 SOT-23 封装 a) MCP6562-E/MS: 扩展级温度, 8 引脚 MSOP 封装 b) MCP6562-E/SN: 扩展级温度, 8 引脚 SOIC 封装 a) MCP6564T-E/SL: 卷带式, 扩展级温度, 14 引脚 SOIC 封装 b) MCP6564T-E/ST: 卷带式, 扩展级温度, 14 引脚 TSSOP 封装 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 39 页

40 注 : DS22139B_CN 第 40 页 2009 Microchip Technology Inc.

41 请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点 : Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标 Microchip 确信 : 在正常使用的情况下, Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一 目前, 仍存在着恶意 甚至是非法破坏代码保护功能的行为 就我们所知, 所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操作规范来使用 Microchip 产品的 这样做的人极可能侵犯了知识产权 Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作 Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性 代码保护并不意味着我们保证产品是 牢不可破 的 代码保护功能处于持续发展中 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能 任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视为违反了 数字器件千年版权法案 (Digital Millennium Copyright Act) 如果这种行为导致他人在未经授权的情况下, 能访问您的软件或其他受版权保护的成果, 您有权依据该法案提起诉讼, 从而制止这种行为 提供本文档的中文版本仅为了便于理解 请勿忽视文档中包含的英文部分, 因为其中提供了有关 Microchip 产品性能和使用情况的有用信息 Microchip Technology Inc. 及其分公司和相关公司 各级主管与员工及事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任 建议参考 Microchip Technology Inc. 的英文原版文档 本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利, 它们可能由更新之信息所替代 确保应用符合技术规范, 是您自身应负的责任 Microchip 对这些信息不作任何明示或暗示 书面或口头 法定或其他形式的声明或担保, 包括但不限于针对其使用情况 质量 性能 适销性或特定用途的适用性的声明或担保 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任 如果将 Microchip 器件用于生命维持和 / 或生命安全应用, 一切风险由买方自负 买方同意在由此引发任何一切伤害 索赔 诉讼或费用时, 会维护和保障 Microchip 免于承担法律责任, 并加以赔偿 在 Microchip 知识产权保护下, 不得暗中或以其他方式转让任何许可证 商标 Microchip 的名称和徽标组合 Microchip 徽标 dspic KEELOQ KEELOQ 徽标 MPLAB PIC PICmicro PICSTART rfpic 和 UNI/O 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的注册商标 FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MXDEV MXLAB SEEVAL 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标 Analog-for-the-Digital Age Application Maestro CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPLAB Certified 徽标 MPLIB MPLINK mtouch Octopus Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail PIC 32 徽标 REAL ICE rflab Select Mode Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock 和 ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的商标 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记 在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有 2009, Microchip Technology Inc. 版权所有 Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe 与位于俄勒冈州 Gresham 的全球总部 设计和晶圆生产厂及位于美国加利福尼亚州和印度的设计中心均通过了 ISO/TS-16949:2002 认证 公司在 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳码器件 串行 EEPROM 单片机外设 非易失性存储器和模拟产品方面的质量体系流程均符合 ISO/TS :2002 此外, Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了 ISO 9001:2000 认证 2009 Microchip Technology Inc. DS22139B_CN 第 41 页

42 全球销售及服务网点 美洲 亚太地区 亚太地区 欧洲 公司总部 Corporate Office 2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ Tel: Fax: 技术支持 : 网址 : 亚特兰大 Atlanta Duluth, GA Tel: Fax: 波士顿 Boston Westborough, MA Tel: Fax: 芝加哥 Chicago Itasca, IL Tel: Fax: 克里夫兰 Cleveland Independence, OH Tel: Fax: 达拉斯 Dallas Addison, TX Tel: Fax: 底特律 Detroit Farmington Hills, MI Tel: Fax: 科科莫 Kokomo Kokomo, IN Tel: Fax: 洛杉矶 Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: Fax: 圣克拉拉 Santa Clara Santa Clara, CA Tel: Fax: 加拿大多伦多 Toronto Mississauga, Ontario, Canada Tel: Fax: 亚太总部 Asia Pacific Office Suites , 37th Floor Tower 6, The Gateway Harbour City, Kowloon Hong Kong Tel: Fax: 中国 - 北京 Tel: Fax: 中国 - 成都 Tel: Fax: 中国 - 香港特别行政区 Tel: Fax: 中国 - 南京 Tel: Fax: 中国 - 青岛 Tel: Fax: 中国 - 上海 Tel: Fax: 中国 - 沈阳 Tel: Fax: 中国 - 深圳 Tel: Fax: 中国 - 武汉 Tel: Fax: 中国 - 厦门 Tel: Fax: 中国 - 西安 Tel: Fax: 中国 - 珠海 Tel: Fax: 台湾地区 - 高雄 Tel: Fax: 台湾地区 - 台北 Tel: Fax: 澳大利亚 Australia - Sydney Tel: Fax: 印度 India - Bangalore Tel: Fax: 印度 India - New Delhi Tel: Fax: 印度 India - Pune Tel: Fax: 日本 Japan - Yokohama Tel: Fax: 韩国 Korea - Daegu Tel: Fax: 韩国 Korea - Seoul Tel: Fax: 或 马来西亚 Malaysia - Kuala Lumpur Tel: Fax: 马来西亚 Malaysia - Penang Tel: Fax: 菲律宾 Philippines - Manila Tel: Fax: 新加坡 Singapore Tel: Fax: 泰国 Thailand - Bangkok Tel: Fax: 奥地利 Austria - Wels Tel: Fax: 丹麦 Denmark-Copenhagen Tel: Fax: 法国 France - Paris Tel: Fax: 德国 Germany - Munich Tel: Fax: 意大利 Italy - Milan Tel: Fax: 荷兰 Netherlands - Drunen Tel: Fax: 西班牙 Spain - Madrid Tel: Fax: 英国 UK - Wokingham Tel: Fax: 台湾地区 - 新竹 Tel: Fax: /26/09 DS22139B_CN 第 42 页 2009 Microchip Technology Inc.

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