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[FAQ] [参考译文] [FAQ]为漏极开路比较器选择合适的上拉电阻器

Guru**** 645810 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV1821
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1268831/faq-selecting-the-appropriate-pull-up-resistor-for-open-drain-comparators

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使用漏极开路比较器时、如何选择合适的上拉电阻器大小? 系统设计注意事项是什么?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    使用漏极开路/集电极开路比较器时、一个重要的设计考虑因素是选择上拉电阻器的大小。 当晶体管关断时、电流通过上拉电阻器从上拉电压获得、以将输出驱动为高电平。 相反、当晶体管导通时、它主动灌入电流、将比较器的输出拉至低电平。 上拉电阻器值的选择在电路功耗、上升时间和输出逻辑电平中起着至关重要的作用。

    功耗

    当比较器灌电流且输出为低电平时、小上拉电阻器具有较大的功耗。 例如、如果我们假设 VPU = 5V、RPU = 1kΩ、并且输出在输出低电平期间被拉至 GND、那么输出级的功耗将为 VPU^2 / RPU、即25mW。 另一方面、如果我们选择 RPU = 1MΩ μ A、功耗将是25uW。

    上升时间

    较大的上拉电阻会增加输出的上升时间。 输出的上升时间由上拉电阻器的 RC 时间常数和负载电容决定;与小型1kΩ 上拉电阻器相比、大1MΩ Ω 上拉电阻器的上升时间更慢。 下面左侧的图片显示了电容器充电时的电流流动情况、右侧的图片显示了电容器放电时的电流流动情况。  

                       

    输出逻辑电平

    以下是 TLV1821的输出电压与输出灌电流之间的关系图。   使用较小的上拉电阻器灌入更多电流时、 输出逻辑低电平(VOL)将增加。  通过该图、 我们可以估算 输出低逻辑电平、该电平取决于输出灌电流。  理想情况下、目标输出灌电流大小应位于曲线的线性斜率区域内。  例如、当 VPU = 5V 且 RPU = 1kΩ 时、输出灌电流将大约在5mA 附近。 输出低电压可以估计为大约200mV。  

     

    最大上拉电阻值由输出高漏电流决定。 根据泄漏规格、可以很好地估算输出晶体管的关断电阻为 VPU  / Ilkg。 该值估算最大上拉电阻值、因为与关断电阻相当的电阻值会在输出为高电平时在上拉电阻器上引入显著的压降。

    结论

    上拉电阻值是功耗、上升时间和输出逻辑电平之间的权衡。 对一个电阻器进行补偿会有损另一个电阻器的作用、因此上拉电阻器的选择取决于系统要求以及最关键的规格。 例如、常开电池监控系统希望降低功耗、但高速电平转换系统希望更快的上升时间和输出逻辑电平。

    通常、建议通过上拉电阻器的最大电流在100 µA 和1 mA 之间范围内、以在功耗、上升时间和输出逻辑电平之间实现最佳平衡。