先看一下它们的内部差异图:

从内部图可以看出运算放大器和比较器的差别在于输出电路。运算放大器采取双晶体管推挽输出,而比较器只用一只晶体管,集电极连到输出端,发射极接地。
比较器须要外接一个从正电源端到输出真个上拉电阻,该上拉电阻相称于晶体管的集电极电阻。
运算放大器可用于线性放大电路(负反馈),也可用于非线性旗子暗记电压比较(开环或正反馈)。
电压比较器只能用于旗子暗记电压比较,不能用于线性放大电路(比较器没有频率补偿) 。
两者都可以用于做旗子暗记电压比较,但比较器被设计为高速开关,它有比运算放大器更快的转换速率和更短的延时。
运算放大器
做为线性放大电路,我这里就不多说了(往后有须要单独谈论放大器),这个在主板电路图很常见,一样平常用于稳压电路,利用负反馈电路它与晶体管合营相称于一个三端稳压器,但利用起来更灵巧。如下图:
在许多情形下,须要知道两个旗子暗记中哪个比较大,或一个旗子暗记何时超出预设的电压(用作电压比较)。用运算放大器便可很随意马虎搭建一个大略电路实现该功能。当V+电压大于V-电压时,输出高电平。当V+电压小于V-电压时 ,输出低电平。如下图:
剖析一下电路,2.5v经电阻分压得到1V输入到V-端,当总线电压正常产生1.2v时,输入到V+,此时V+电压比V-电压高,输出一个高电平到CPU电源管理芯片的EN开启脚。如果总线电压没输出或不正常少于1v,此时V+电压比V-电压低,输出低电平。
电压比较器
当比较器的同相端电压(V+)低于反相端电压(V-)时,输出晶体管导通,输出接地低电平;当同相端电压高于反相端时,输出晶体管截止,通过上拉电阻的电源输出高电平。如下图:
剖析一下该电路,上面的比较器U8A当有VCC输出时经由分压电阻分压后,输入到同相端(V+),其电压大于5VSB经分压后输入到反相端(V-)的电压,内部晶体管截止,输出经上拉电阻的电源12v(同时下面的比较器U8B同相端电压也大于反相端,内部晶体管也是截止),N沟道场管Q37导通,输出VCC5V。同时P沟道场管Q293截止。反之,当反相端电压大于同相端电压时,内部晶体管导通,上拉电源12V被拉低为低电平,N沟道场管Q37截止,同时P沟道场管Q293导通,输出5VSB。这个便是5VDUAL产生电路。
在实际运用中比较器都须要上拉电源,而运算放大器一样平常不须要。
运放和电压比较器的实质差异:
(1)放大器与比较器的紧张差异是闭环特性
放大器大都事情在闭环状态,以是哀求闭环后不能自激.而比较器大都事情在开环状态更追求速率.对付频率比较低的情形放大器完备可以代替比较器(要主张输出电平),反过来比较器大部分情形不能当作放大器利用。
由于比较器为了提高速率进行优化,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,故降落了速率.以是相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责.犹如放大器可以用作比较器一样,也不能打消比较器也可以用作放大器.但是你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便是看电路的负反馈深度。以是,浅闭环的比较器有可能事情在放大器状态并不自激.但是一定要作大量的试验,以担保在产品的所有事情状态下都稳定,这时候你就要本钱/风险仔细核算一下了。
(2)算放大器和比较器一模一样,大略的讲,比较器便是运放的开环运用,但比较器的设计是针对电压门限比较而用的,哀求的比较门限精确,比较后的输出边沿上升或低落韶光要短,输出符合TTL/CMOS 电平/或OC 等,不哀求中间环节的准确度,同时驱动能力也不一样。一样平常情形:用运放做比较器,多数达不到满幅输出,或比较后的边沿韶光过长,因此设计中少用运放做比较器为佳。
运放和比较器的差异:
比较器和运放虽然在电路图上符号相同,但这两种器件确有非常大的差异,一样平常不可以互换,差异如下:
1、比较器的翻转速率快,大约在ns 数量级,而运放翻转速率一样平常为us 数量级(分外的高速运放除外)。
2、运放可以接入负反馈电路,而比较器则不能利用负反馈,虽然比较器也有同相和反相两个输入端,但由于其内部没有相位补偿电路,以是,如果接入负反馈,电路不能稳定事情。内部无相位补偿电路,这也是比较器比运放速率快很多的紧张缘故原由。
3、运放输出级一样平常采取推挽电路,双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路构造,以是须要上拉电阻,单极性输出,随意马虎和数字电路连接。
(3)比较器(LM339和LM393)输出是集电极开路(OC)构造, 须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构造, 有对称的拉电流和灌电流能力.其余比较器为了加快相应速率, 中间级很少, 也没有内部的频率补偿. 运放则针对线性区事情的须要加入了补偿电路.以是比较器(LM339 和LM393)不适宜作运放用。运放在开关电源中紧张用于反馈电路、过流保护的采样放大等等。
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