在原理图上,运算放大器和比较器用一个图形符号表示,但实际上,运算放大器和比较器的内部结构上有较大的区别。
通常情况下,运算放大器的输出级采用双晶体管推挽结构,增加驱动能力的同时,可以有效地放大负信号和正信号。
而比较器通常只采用一个三极管,集电级连接到输出,发射级连接到地,所以为了正常使用比较器,
通常会在输出和正电源之间连接一个电阻(上拉电阻)。
(1)电路结构
比较器(lm393或LM339)采用集电极开路(OC)的输出结构,需要上拉电阻才能得到输出电流的能力,而运算放大器
采用推挽结构,可以得到对称的灌电流和拉电流。另外,比较器为了增加响应速度,中间级很少,去掉了中间的频率补偿电路,
运放内部则为了工作在线性去的需要,增加了频率补偿电路,所以比较器不适合做运放使用。
(2)闭环特性
放大器都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激,二比较器则工作在开环状态来增加响应速度。
对于频率较低的情况下,可以使用运算放大器作为放大器可以代替比较器,返货来比较器大部分情况下
不可以作为放大器使用。因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化减小了闭环稳定的范围,
而运放转为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度。
(3)准确度
比较器就是运放的开环应用,但是比较器的设计是针对电压门限比较而用的,要求比较门限精确,比较后的输出边沿上升或者下降时间咬断,符合TTL/CMOS电压或者OC等,不要求中间化解的准确度,同时驱动能力也不一样。
一般情况:用运放做比较器,多数达不到满腹输出,或比较后的边沿时间过长,因此设计中应该尽量用运放作为比较器使用。
比较器的翻转速度快,大约在ns数量级,而运放的翻转速度一般为us数量级(特殊运放除外)。
运放可以接入负反馈电路,而比较器不能使用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但因为其内部没有相位补偿电路,所以,如果接入负反馈,电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。
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