运放与比较器的区别

运放与比较器的区别

运算放大器和比较器如出一辙，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。

运放和比较器的区别

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区别，一般不可以互换，区别如下:

1、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)。

2、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。

3、运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。

补充:比较器工作在非线性条件下,强调的是翻转速度,放大器用于放大,比较注重的是线性.当用比较器作放大时会发现放大输出失真,即使放大负反馈较深也非常明显,而用运放做比较器时,会发现翻转速度不够.

运放可以做比较器，同时也可以作为放大器，比较器只能做比较器。

比较器在最常用的简单集成电路中排名第二，仅次于排名第一的运算放大器。在各类

出版物中可以经常看到运算放大器的理论，关于运算放大器的设计和使用方法的图书也非

常多，可是我们却很难找到关于比较器的理论研究，究其原因，比较器本身功能十分简

单，只用于比较电压，然后根据比较结果，把输出电压设定在数字低态或高态。

很多人认为比较器类似于没有反馈引脚的运算放大器，真实情况并不是这样，当使用

比较器防止负面的意外事件时，我们应该了解更多的技术背景知识。

比较器可以用运算放大器代替吗吗？？？？

a) 过零比较器 b) 电压传输特性

在开环或高增益配置中用运算放大器代替比较器是十分常见的，虽然最好是使用专门

优化的比较器，但是用运算放大器代替比较器也是可以的。运算放大器是一种为在负反馈

条件下工作设计的电子器件，设计重点是保证这种配置的稳定性，压摆率和最大带宽等其

它参数是放大器在功耗与架构之间的折衷选择；相反，比较器是为无负反馈的开环结构内工作设计的，这些器件通常不是通过内部补偿的，因此速度即传播延迟以及压摆率（上升和下降时间）在比较器上得到了最大化，总体增益通常也比较小。

用运算放大器代替比较器不会使性能得到优化，而且功耗速度比将会很低。如果反过

来，用比较器代替运算放大器，情况则会更坏。通常情况下比较器不能代替运算放大器，在负反馈条件下，比较器很可能会出现工作不稳定的情况。

总之，我们可以说，比较器和运算放大器是不能互换的，低性能设计除外。

TS302x 轨对轨高速比较器

产品描述

ST 最近新推出一系列轨对轨高速比较器：单比较器TS3021 和双速比较器TS3022。

在既需要低电流消耗又需要快速信号响应的应用中，如便携通信系统或高速采样系统，

TS302x 的特性深受市场欢迎。

TS320x 系列产品采用双极晶体管和MOS 晶体管两种技术，其最大特点是功耗低、响

应速度快，典型功耗达到（每个比较器）64µA，典型响应速度33ns，在0℃到+125℃民用工作温度范围内，工作电压范围1.8V 到5V；在-40℃到+125℃工业工作温度范围内，工作电压范围2V 到5V；TS302x 还提供最高200mA 的闩锁保护功能和高达2kV 的ESD 保护功能。单比较器TS3021 采用SOT23 -5 和SC70-5 封装，而双比较器TS3022 则采用SO-8 和MiniSO-8 封装。

比较器输出

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

VCC= 5V ,

output LOW

V

OUT (

V)

ISOURCE (mA)

+125oC

-40oC

+25oC

a)电路

图 b)传输特性

图1: TS302x –输出电压对输出电流

因为一个比较器只有两个输出状态（高和低），输出电压接近零压或电源电压，双极

晶体R2R（轨对轨）比较器有一个在输出与每条轨之间产生很低电压降的共发射极输出，

这个电压降等于饱和晶体管的集电极-发射极的输出电压。当输出电流很小时，CMOS 轨对轨比较器的输出电压取决于饱和MOS 晶体管，其电压范围比双极晶体管比较器更接近轨

电压。

TS302x 系列是轨对轨输出的比较器，推挽式输出提供接近电源电压的输出电压，灌入

电流和+5V 电源电压产生的电压降通常是40mV，CMOS 输出级也能提供足够的输出电

流，当输出电压很低时，短路输出电流62mA，当输出电压很高时，短路输出电流47mA。

比较器输入

TS302x输入可以处理-0.2V到VCC +0.2V共模电压范围(VICM )内的输入信号，实现方法

是把比较器输入级分成两对差分输入晶体管。当输入电压VIN低于约1.1V的VCC 时，双极晶体管输入级开始工作。如果输入电压VIN高于约1.1V的VCC ，CMOS输入级处理信号。因为这个原因，TS302x有略微不同的传播延迟和输入失调电流，大小取决于VICM 。输入共模电压范围(Vicm)是异相和同相输入引脚上的平均电压，如果共模电压太高或太低，输入将会被