在原理圖上,運算放大器和比較器用一個圖形符號表示,但實際上,運算放大器和比較器的內部結構上有較大的區別。
通常情況下,運算放大器的輸出級采用雙晶體管推挽結構,增加驅動能力的同時,可以有效地放大負信號和正信號。
而比較器通常只采用一個三極管,集電級連接到輸出,發射級連接到地,所以為了正常使用比較器,
通常會在輸出和正電源之間連接一個電阻(上拉電阻)。
(1)電路結構
比較器(lm393或LM339)采用集電極開路(OC)的輸出結構,需要上拉電阻才能得到輸出電流的能力,而運算放大器
采用推挽結構,可以得到對稱的灌電流和拉電流。另外,比較器為了增加響應速度,中間級很少,去掉了中間的頻率補償電路,
運放內部則為了工作在線性去的需要,增加了頻率補償電路,所以比較器不適合做運放使用。
(2)閉環特性
放大器都工作在閉環狀態,所以要求閉環后不能自激,二比較器則工作在開環狀態來增加響應速度。
對於頻率較低的情況下,可以使用運算放大器作為放大器可以代替比較器,返貨來比較器大部分情況下
不可以作為放大器使用。因為比較器為了提高速度進行優化,這種優化減小了閉環穩定的范圍,
而運放轉為閉環穩定范圍進行優化,故降低了速度。
(3)准確度
比較器就是運放的開環應用,但是比較器的設計是針對電壓門限比較而用的,要求比較門限精確,比較后的輸出邊沿上升或者下降時間咬斷,符合TTL/CMOS電壓或者OC等,不要求中間化解的准確度,同時驅動能力也不一樣。
一般情況:用運放做比較器,多數達不到滿腹輸出,或比較后的邊沿時間過長,因此設計中應該盡量用運放作為比較器使用。
比較器的翻轉速度快,大約在ns數量級,而運放的翻轉速度一般為us數量級(特殊運放除外)。
運放可以接入負反饋電路,而比較器不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,但因為其內部沒有相位補償電路,所以,如果接入負反饋,電路不能穩定工作。內部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。