4.5ns單/雙電源軌對軌輸出比較器LT1719及其應用

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。它采用軌對軌輸出方式，響應時間只有4.5ns。可用于輸入信號緩慢變化的應用場合，并可與TTL和CMOS信號直接接口。文章介紹了LT1719的主要特點、引腳功能、工作原理和典型應用。最后給出了由LT1719組成的振蕩電路。

關(guān)鍵詞：比較器 軌對軌 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)部采用了延時技術(shù)，因此，它特別適用于輸入信號緩慢變化的應用場合。其軌對軌輸出可保證其與TTL和CMOS信號直接接口，可平衡輸出則可使其方便的應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的主要特點如下：

●SO-8封裝的LT1719可對輸入和輸出電源電壓進行隔離；

●具有3V和5V電源電壓的最優(yōu)化輸出；

●具有與TTL/CMOS電平兼容的軌對軌輸出；

●具有低功耗掉電模式，掉電模式時的電源電流為0.1μA；

●3V時的電源電流為4.2mA；

●速度快，20mV驅(qū)動時的響應時間僅為4.5ns，5mV驅(qū)動時的響應時間為7ns；

●LT1719比較器可采用3V和5V雙電源操作，而且響應速度快，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、前置檢測器、零失真檢測器、高速采樣電路和延遲線等應用領域得到非常廣泛的應用。

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。各引腳的功能說明如表1所列。

表1 LT1719的引腳功能說明

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對地最大電壓范圍：7V；

●VEE對地最大電壓范圍：-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級和I級兩個級別。其中C級的工作溫度范圍為0～70℃，I級的工作溫度范圍為-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具有一對差分輸入端、一個偏置控制端和一個互補型共射輸出端。由于其內(nèi)部的所有信號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的輸入端在其動態(tài)范圍之內(nèi)無需電源驅(qū)動，因而在軌對軌輸入比較器的兩具輸入端就存在有一定死區(qū)。這樣，既使對于2.7V的電源信號，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)保護功能也可以用來防止在輸入電壓下降到VEE-100mV時出現(xiàn)的輸出錯誤。

LT1719的內(nèi)部延遲由加在第二級上的非線性正向反饋電路來完成。在第二級輸出以前，電路完全采用差分信號。而在第二級輸出以后，輸出信號被分成兩路以分別驅(qū)動兩個對稱匹配的晶體管。這兩個晶體管被連接成軌對軌共射輸出形式。兩個肖特其二極管能夠?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)仍然可以用來直接驅(qū)動TTL或者CMOS電平。同時也能驅(qū)動ECL電平。

4 應用電路

4.1 典型應用電路

LT1719比較器由于其響應速度快，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、前置檢測器、零失真檢測器、高速采樣電路和延遲線等應用領域得到非常廣泛的應用。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用電路。該電路采用2.7～6V電壓工作，并用一個2kΩ和一個620Ω的分壓電阻來LT1719的正向輸入端提供偏置。而在其反向端，則使用了一個0.1μF電容和兩個電阻（阻值分別為2kΩ和1.8kΩ）來為其輸出端設置一個合適的直電平輸出基準。另外，利用一個1MHz～10MHz的晶振可為電路提供正反饋，同時，還可以起到穩(wěn)定振蕩頻率的作用。可以看出：該電路所用元件很少，只用幾個電阻、一個電容和一個晶體振蕩器便可工作，電路組成十分簡單。

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，總不免存在一定的輸出延遲。因此，應在LT1719的公共模式范圍的中點附近，為其輸入段設置直流電壓偏置。同時在正反饋回路中增加一個2.7V～6V之間變化時，其晶振頻率亦在1MHz～10MHz之間調(diào)整。實際上，LT1719在2.0～2.2V時即可激活。也就是說：LT1719在2.0～2.2V時便可得到較為理想的振蕩頻率。

圖4是一個可以得到50%工作周期的振蕩電路。該電路對于那些只需要50%工作周期的應用場合比較有用。實際上，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，需要說明的是：該電路的工作周期在LT1719比較器負載不同時將有一個微小的偏移，因此，在臨界應用時，還應考慮其負載的最小容抗問題。