[成功与否一关键在于比较器]潜能的发挥成功与否关键在于

摘要：本文结合应用实例，说明了如何利用比较器实现高性能电路的设计。关键词：比较器；运算放大器；电路设计要作出一个明智的决策，绝对不是容易的事。挑选比较器的过程即是如此。选择一个合适的比较器必须精通比较器的应用场合、原理及类型。从2005年到2006年，比较器的市场增长已超过了20％，但比较器在放大器整体市场中所占的份额仅为10％。

查阅维基百科便会发现大家熟知的双路／四路比较器lm393／lm339排名很靠前。事实上，这两个比较器也是现今业内使用最为普遍的器件系列之一。原因为何。如果单从经济角度考虑，运算放大器也可用作比较器，但这样的做法是否可行。比较器的关键特性是什么。这些特性对于什么样的应用最重要。

本文将解答上述疑问，并结合应用实例，说明如何利用比较器实现高性能电一路的设计。

什么是比较器。它和放大器有什么不同。

我们从工程学教程里一了解到，运算放大器需要三个内部级才能发挥出最佳性能，比如实现高输入阻抗、低输出阻抗和高增益等。三个内部级分别是差分输入级、增益级（有或没有内部频率补偿）和输出级。这种基本的体系结构已经沿用了好几十年。早期，运算放大器曾作为数学运算的基本器件，主要以电压和电压信号来作标识。在反馈应用中，通过配置放大器周边的无源或有源器件，可以令系统执行加、减、乘、除和对数等运算。

比较器其实可看成一个能够作逻辑“决策”的逻辑输出电路。换句话说，它可把输入信号与已定义的参考电平进行比较。比较器的逻辑输出功能可以帮助用户设计具有多样化的额外功能的模拟电路。而且，无论是高速adc、sar型adc还是sigma-deltaadc，比较器都是组建集成adc的内部基本而又关键的模块。

在lm339的数据表中，列出了大量的应用。这基本上可以解释其在过去30年中为何被业界广泛地采用。以下列出lm339的一些常见应用：

・逻辑电平平移；

・过零检测／触发电路；

・电压信号／电源电压监察；

・window比较器、施密特触发器；

・振荡器；

・时钟缓冲器；

・互导放大器。

比较器的基本体系结构和大部分的参数属性都与运算放大器类似。因此，运算放大器也可充当比较器。但放大器并不是专门针对比较功能而开发的，而且放大器的数据表一般都不保证这项功能可否正常实现。运算放大器与比较器的最大分别在于比较器是开环设计，没有反馈环节，而且输出会在任何一条电源轨的范围内显示差分输入信号的极性。此外，比较器一般都会被设计成“过压驱动”（overdriven），意思是它可经常处理较大的差分输入电压。相反，对于运算放大器而言，它通常被设计成在较小的信号和差分电压下运行，而这里的反馈概念通常都含有“过驱”意义，这样会导致开环配置中的输入出现饱和效应。如果将输入的极性倒转，则过驱时产生的输入级的饱和会导致信号的传播具有一定的延迟或相位滞后。再者，对于较大的差分输入电压来说，运算放大器的输出很容易到达极限输出，从而启动保护功能。保护功能的启动将会导致输入阻抗的量级明显下降，迫使过量的电流涌到输入级，造成过载，甚至过热。如果在设计上没有保护的措施，那便可能导致整个器件损毁。因此，在器件的数据表，通常都会提供器件的最大输入电流的额定值，以帮助设计人员决定用多少附加输入电阻。