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运算放大器和比较器的区别

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运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多,那么它们究竟有什么区别?
首先了解一下两者的内部区别,如下图:
上图为运算放大器
上图为比较器 
运算放大器采用双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻,该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。运放和电压比较器的本质区别
(1)电路结构
比较器(LM339和LM393)输出是集电极开路(OC)结构,需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力,而运放输出级是推挽的结构,有对称的拉电流和灌电流能力。
另外比较器为了加快响应速度,中间级很少,也没有内部的频率补偿。运放则针对线性区工作的需要加入了补偿电路,所以比较器(LM339 和LM393)不适合作运放用。 
运放在开关电源中主要用于反馈电路、过流保护的采样放大等等。
(2)闭环特性
放大器大都工作在闭环状态,所以要求闭环后不能自激,而比较器大都工作在开环状态更追求速度。
对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器(要主意输出电平),反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用。因为比较器为了提高速度进行优化,这种优化却减小了闭环稳定的范围,而运放专为闭环稳定范围进行优化,故降低了速度。
所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责。如同放大器可以用作比较器一样,也不能排除比较器也可以用作放大器,但是为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器。
换言之,看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度,所以,浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激。但是一定要作大量的试验,以保证在产品的所有工作状态下都稳定,这时候就要成本/风险仔细核算一下了。
(3)准确度
简单的讲,比较器就是运放的开环应用,但比较器的设计是针对电压门限比较而用的,要求的比较门限精确,比较后的输出边沿上升或下降时间要短,输出符合TTL/CMOS电平/或OC等,不要求中间环节的准确度,同时驱动能力也不一样。
一般情况:用运放做比较器,多数达不到满幅输出,或比较后的边沿时间过长,因此设计中少用运放做比较器为佳。
比较器的翻转速度快,大约在ns 数量级,而运放翻转速度一般为us 数量级(特殊的高速运放除外)。
运放可以接入负反馈电路,而比较器则不能使用负反馈,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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沙发
airwill| | 2018-9-26 06:39 | 只看该作者
谢谢, 不知道输入特性是否一样, 应用场景有啥区别, 不可混用么

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板凳
lihui567| | 2018-9-26 10:53 | 只看该作者
总结的额不错,运放的特性有时候可以完全替代比较器,但是比较器却不能

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地板
yanwen217| | 2018-9-26 11:47 | 只看该作者
运放做比较器用时,首先要注意运放的差模电压输入范围,也就是要注意同相输入端和反相输入端内部是否有背对背的嵌位二极管,如有这个管子,那用作比较器就要当心耗电问题了

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5
lj_adminit| | 2018-10-8 15:32 | 只看该作者

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6
戈卫东| | 2018-10-10 17:08 | 只看该作者
比较器更多的是推拉输出的。虽然LM393/LM339用的比较多。

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7
青蛙叫| | 2018-10-10 21:09 | 只看该作者
运放比比较器功能强大多了

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8
hk6108| | 2018-10-24 21:26 | 只看该作者
无独有偶。三极管也有 高放管跟开关管 的差异,而且正好跟 运放与比较器 的区别相配,开关管适用于比较器,高放管适用于放大器。

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9
hk6108| | 2018-10-28 00:31 | 只看该作者
不要求中间环节的准确度,那就意味着线性欠佳,而且,加正反馈了就会变成滞迴比较器,把反馈加在反相端才可做出单一的参考电平,但加负反馈会令比较器不稳定嘛,比较器的伙伴通常是逻辑电路,逻辑电路是单极性,单电源的,比较器以OC为骨干,OC也是单电源的。

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