专题三:19.比较器

时间:2024-04-07 18:33:19

1.比较器符号

专题三:19.比较器

2.引脚说明

(1)1:输出端。

(2)2和3:输入端。

(3)8:VCC,接电源正。

(4)4:VSS,接电源地或负电压。

3.比较器供电电压(有两种)

(1)单电源供电,Vss接地,Vcc接正电压,譬如Vcc接+5V。

(2)双电源供电,Vss也可以接-5V或-12V,Vcc接正电压,譬如+5V。

  注:如果输出端只要输出0或1,则使用单电源供电;如果输出端需要输出正电压,也需要输出负电压(需要用到负电源时),可以使用双电源供电。使用正负电源供电成本很高,只有在确实需要时才会使用,否则一般都是使用单电源供电。

4.比较器工作温度范围和类型

LM139和LM139A:-55度~125度。

LM239和LM239A:-25度~125度。

LM339和LM339A:0度~70度。

LM2901:-40度~125度。

  注:工作温度范围越大,价格越贵,看项目需要,选择合适的。

5.比较器封装

  如果工厂使用机器焊电路板,可以使用贴片类型发封装;如果是手工焊电路板,一般会使用双列直插式封装,PDIP封装。
专题三:19.比较器
注:
  (1)看芯片缺口,找到引脚1,引脚7对面的是引脚8;如果两端都有缺口,在引脚1位置还会有一个点。

  (2)引脚的单位
专题三:19.比较器
  括号里面的表示公制;外面的表示英制(英寸),一般使用公制单位画PCB。

6.比较器的功能

(1)当输入端电压V1>V2时,比较器输出端输出高电平.

(2)V1<V2时,比较器输出低电平。

(3)如果V1=V2,输出端的电压不确定/不稳定,所以一般情况下,在设计时不要让V1=V2。

7.LM239型比较器功能和使用说明

专题三:19.比较器
  (1)V1和V2都可以输入正负36V电压。单电源供电时,输出低电压为0V,输出高电压(和上拉电阻上端的电压一样高,譬如接一个正5V的上拉电阻,那么输出高电压为5V;如果接一个正12V的电阻,那么输出高电压为12V),即输出电平到底是多高,要看外面供给它多高,这种输出方式称为OC输出(Output C极),OC输出都要接一个上拉电阻。

注:

  • 上拉电阻上端接的电压一般不要高于36V,正5V和正12V用得比较多。
  • V1和V2的压差最小为9mV,压差过小,比较器分辨不出来。

  (2)比较器内部可以认为只有一个三极管(如下图,方便理解),当V1>V2时,三极管截止,此时三极管C极电压为上拉电阻上端的电压(即输出高电平);当V1<V2时,该三极管导通,此时C与E极导通,上拉电阻上面的电压通过上拉电阻---->三极管----->地,所以一定需要一个三极管,否则流过三极管C和E之间的电流会过大而烧毁三极管。要限制该电流在1mA~2mA之间,比较合适,即电阻为5.1K。

  (3)比较器的V1和V2输出端阻抗特别高,一般为兆欧级别,相当于断路;即使有输入电势,但几乎没有输入电流。所以V1和V2输入端的电阻可以选择几K都可以。
注:uA级别的电流都可以认为是漏电流。
专题三:19.比较器

8.offset电压

专题三:19.比较器
  (1)左边的三极管截止时,电流会流过右边的三极管,即右边的三极管导通,OUT输出0V,通常情况下,认为此时OUT和GND相连,即输出0V(GND电压)。但实际上,三极管C极和E极之间是有压降的,但因为很小,故一般忽略不计的。即认为OUT为0V,但实际不是0V,实际值和0V之间的差值称为offset电压。

  (2)V1和V2能输入的最小电压也被称为offset电压,即输入电压不能小于offset电压。

9.比较器的放大区

专题三:19.比较器
  当V1>V2时,输出+5V,若此时V1<V2(发生电平翻转),比较器输出0V,但是从+5V到0V不是瞬间的,而是需要一段时间的;同理,输出端从0V到+5V也需要一段时间。这段时间(t1和t2)三极管是工作在放大区,称为比较器的放大区。

  衡量一个比较器速度快慢,就是看这个放大区的长度。该区域越窄,表示三极管响应速度越快,速度越快,频率就可以做得越高。
  注:

  • 一般让比较器工作在饱和区或是截止区,工作在放大区的时间尽可能短。
  • 一般让运放工作在放大区。

10.比较电压/参考电压

专题三:19.比较器
  (1)虽然中间的电压是6V,但是流过它的电流很小,不能用它来驱动一个需要大电流的负载,譬如继电器、LED灯。

  (2)假设用驱动一个led灯:如果将分压电阻变小,变为2K,则流过led灯的电流为3mA,可以驱动该led灯,当是二极管/三极管都有钳位电压的功能,当led等被点亮时,两端的电压大致为3V,即被钳位在3V,那么中间的电压就不是6V了。所以这里的6V只是起电压输入作用,不能用来驱动负载。

  (3)为什么可以接比较器(比较器里面有很多的三极管,也有钳位功能)?
  因为比较器内部有一个60mA的恒流源,电流很小,等效为电阻很大,即比较器的输入阻抗很大,当比较器输入端和6V相连时,阻抗太大,类似于断路,所以对6V比较电压/参考电压没有太大的影响。

 &emsp**;注:**
  分压电阻取多少都可以,为了降低功耗,可以取大一点,100K.