4.5ns單/雙電源軌對(duì)軌輸出比較器LT1719及其應(yīng)用

摘要：LT1719是Linear Technology公司采用最優(yōu)化工藝生產(chǎn)的高速雙電源比較器。它采用軌對(duì)軌輸出方式，響應(yīng)時(shí)間只有4.5ns。可用于輸入信號(hào)緩慢變化的應(yīng)用場(chǎng)合，并可與TTL和CMOS信號(hào)直接接口。文章介紹了LT1719的主要特點(diǎn)、引腳功能、工作原理和典型應(yīng)用。最后給出了由LT1719組成的振蕩電路。

關(guān)鍵詞：比較器 軌對(duì)軌 電壓隔離 LT1791

1 概述

LT1719是Linear Technology公司采用最優(yōu)化的生產(chǎn)工藝技術(shù)制造的4.5ns高速雙電源比較器。該比較器采用軌對(duì)軌輸出方式，可在低電壓條件下正常工作。其輸入電壓范圍在VEE-100mV到Vcc-1.2V之間。由于LT1719比較器內(nèi)部采用了延時(shí)技術(shù)，因此，它特別適用于輸入信號(hào)緩慢變化的應(yīng)用場(chǎng)合。其軌對(duì)軌輸出可保證其與TTL和CMOS信號(hào)直接接口，可平衡輸出則可使其方便的應(yīng)用于模擬或單電源邏輯電平的轉(zhuǎn)換方面。另外，LT1719還具有休眠功能，這一特性可極在地降低電源功耗，因而可廣泛地用于便攜式電池供電系統(tǒng)。

LT1719具有兩種封裝形式，一種是SO-8腳形式，另一種是SOT-23封裝形式。SO-8腳封裝的LT1719具有電源隔離功能，其中包括隔離模擬輸入和輸出邏輯電平的功能。因而其操作更加靈活。

LT1719的主要特點(diǎn)如下：

●SO-8封裝的LT1719可對(duì)輸入和輸出電源電壓進(jìn)行隔離；

●具有3V和5V電源電壓的最優(yōu)化輸出；

●具有與TTL/CMOS電平兼容的軌對(duì)軌輸出；

●具有低功耗掉電模式，掉電模式時(shí)的電源電流為0.1μA；

●3V時(shí)的電源電流為4.2mA；

●速度快，20mV驅(qū)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間僅為4.5ns，5mV驅(qū)動(dòng)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間為7ns；

●LT1719比較器可采用3V和5V雙電源操作，而且響應(yīng)速度快，操作靈活?？稍诟咚俨罘纸邮障到y(tǒng)、晶體振蕩電路、電平轉(zhuǎn)換、前置檢測(cè)器、零失真檢測(cè)器、高速采樣電路和延遲線等應(yīng)用領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。

2 引腳功能和主要參數(shù)

2.1 引腳功能

LT1719比較器的引腳排列如圖1所示。各引腳的功能說(shuō)明如表1所列。

表1 LT1719的引腳功能說(shuō)明

2.2 主要參數(shù)

SO-8封裝的LT1719具有電源隔離功能，下面是SO-8封裝的主要參數(shù)：

●輸入電源電壓（Vcc-VEE）：2.7～10.5V；

●最大輸入電源電壓：12V；

●+VS對(duì)地最大電壓范圍：7V；

●VEE對(duì)地最大電壓范圍：-12V～0.3V；

●輸出電源電壓范圍+VS：2.7V～6V；

●最大輸入電壓VCMR（MIN）：VEE-0.1V；

●最大輸入電壓VCMR（MAX）：VCC-1.2V；

●輸入最大電流：±10mA；

●輸出最大電流：±20mA。

LT1719的工作溫度范圍分為C級(jí)和I級(jí)兩個(gè)級(jí)別。其中C級(jí)的工作溫度范圍為0～70℃，I級(jí)的工作溫度范圍為-40～+85℃。

3 工作原理

圖2所示是LT1719雙電源比較器的內(nèi)部原理框圖。從圖中可以看出：LT1719具有一對(duì)差分輸入端、一個(gè)偏置控制端和一個(gè)互補(bǔ)型共射輸出端。由于其內(nèi)部的所有信號(hào)通道均采用低電壓反饋方式，因而使得LT1719比較器具有很高的速度和極低的功耗。

由于LT1719的輸入端在其動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)無(wú)需電源驅(qū)動(dòng)，因而在軌對(duì)軌輸入比較器的兩具輸入端就存在有一定死區(qū)。這樣，既使對(duì)于2.7V的電源信號(hào)，LT1719仍然具有1.6V的共模輸入范圍。另外，差分輸入電壓范圍的軌對(duì)軌形式也不需要比較器中使用較大的輸入電流。同樣的，輸入端的相位反轉(zhuǎn)保護(hù)功能也可以用來(lái)防止在輸入電壓下降到VEE-100mV時(shí)出現(xiàn)的輸出錯(cuò)誤。

LT1719的內(nèi)部延遲由加在第二級(jí)上的非線性正向反饋電路來(lái)完成。在第二級(jí)輸出以前，電路完全采用差分信號(hào)。而在第二級(jí)輸出以后，輸出信號(hào)被分成兩路以分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)匹配的晶體管。這兩個(gè)晶體管被連接成軌對(duì)軌共射輸出形式。兩個(gè)肖特其二極管能夠?qū)T1719的輸出電壓限制在300mV左右，這樣就可以不再使用50mV或15mV的軌對(duì)軌線性放大器和其它器件。但這并不改變LT1719比較器輸出的數(shù)字形式。它的輸出狀態(tài)仍然可以用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)TTL或者CMOS電平。同時(shí)也能驅(qū)動(dòng)ECL電平。

4 應(yīng)用電路

4.1 典型應(yīng)用電路

LT1719比較器由于其響應(yīng)速度快，操作靈活，因而在高速差分接收系統(tǒng)、晶體振蕩電路、電平轉(zhuǎn)換、前置檢測(cè)器、零失真檢測(cè)器、高速采樣電路和延遲線等應(yīng)用領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。圖3 是由LT1719組成的、具有TTL和CMOS電平輸出的晶體振蕩器的典型應(yīng)用電路。該電路采用2.7～6V電壓工作，并用一個(gè)2kΩ和一個(gè)620Ω的分壓電阻來(lái)LT1719的正向輸入端提供偏置。而在其反向端，則使用了一個(gè)0.1μF電容和兩個(gè)電阻（阻值分別為2kΩ和1.8kΩ）來(lái)為其輸出端設(shè)置一個(gè)合適的直電平輸出基準(zhǔn)。另外，利用一個(gè)1MHz～10MHz的晶振可為電路提供正反饋，同時(shí)，還可以起到穩(wěn)定振蕩頻率的作用?？梢钥闯觯涸撾娐匪迷苌伲挥脦讉€(gè)電阻、一個(gè)電容和一個(gè)晶體振蕩器便可工作，電路組成十分簡(jiǎn)單。

4.2 具有50%工作周期的振蕩器

盡管LT1719可以提供比較穩(wěn)定的邏輯輸出。但是，LT1719在工作時(shí)，總不免存在一定的輸出延遲。因此，應(yīng)在LT1719的公共模式范圍的中點(diǎn)附近，為其輸入段設(shè)置直流電壓偏置。同時(shí)在正反饋回路中增加一個(gè)2.7V～6V之間變化時(shí)，其晶振頻率亦在1MHz～10MHz之間調(diào)整。實(shí)際上，LT1719在2.0～2.2V時(shí)即可激活。也就是說(shuō)：LT1719在2.0～2.2V時(shí)便可得到較為理想的振蕩頻率。

圖4是一個(gè)可以得到50%工作周期的振蕩電路。該電路對(duì)于那些只需要50%工作周期的應(yīng)用場(chǎng)合比較有用。實(shí)際上，電路的工作周期還與所有電阻的誤差范圍以及LT1719的具體選擇有關(guān)。另外，需要說(shuō)明的是：該電路的工作周期在LT1719比較器負(fù)載不同時(shí)將有一個(gè)微小的偏移，因此，在臨界應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)考慮其負(fù)載的最小容抗問(wèn)題。