比较器LM393输入点二极管的作用

xiaxingxing

比较器LM393输入点二极管的作用 [复制链接]

如图中所示，二极管D1,D2的作用是什么呢？谢谢各位！

gmchen

D1是输入保护二极管，当输入高电平时，D1保护T1A的反射结，使它的反偏电压不会超过一个PN结的导通电压。

D2的作用是：在输入低电平时，流入T2A的基极电流被D2分流，从而T2A不会进入过度饱和状态，可以缩短T2A退出饱和的时间，即提高比较器的翻转速度。顺便说一下，这个简化结构图的画法略有问题，实际上D2的负极并不是接到T2A的发射极，而是接到另一个电流源上去的。

gmchen

gmchen

gmchen

上面两图是LM393的内部结构图与比较准确的简化图。

xiaxingxing

gmchen 发表于 2020-9-30 08:51 D1是输入保护二极管，当输入高电平时，D1保护T1A的反射结，使它的反偏电压不会超过一个PN结的导通电压。 ...

分析的很详细，谢谢陈老师！

xiaxingxing

gmchen 发表于 2020-9-30 08:58

陈老师，关于你的解答我突然又想到一个问题。你说D2作用是分流，是防止Q2（4楼图）进入过度饱和，从而提高翻转速度。那我直接把188uA的电流源减小不就可以了吗？让进入Q2,Q3的电流变小???我这样理解，哪里出问题了呢？？？谢谢！

gmchen

xiaxingxing 发表于 2020-9-30 14:20 陈老师，关于你的解答我突然又想到一个问题。你说D2作用是分流，是防止Q2（4楼图）进入过度饱和，从而提 ...

过渡饱和是指晶体管的工作点进入深度饱和状态，在IC确定后，IB越大饱和度越深。就是在晶体管的输出特性曲线上，其工作点约靠近原点，饱和度越深。或者不太精确地说，βIB>>IC就是进入深度饱和。现在的情况是，Q2的IB是Q1提供的，可以大致看成一个定值，所以IC越小反而饱和度越深。但是又不能将Q2的IC加大（受功耗等限制），所以只能减少其IB。

gmchen

或者也可以从另一个角度去理解：将D2以及那个3.5uA的电流源视为Q1的集电极负载，那样Q1的集电极电流就是由这个负载提供而不是由Q2的基极电流提供。

gmchen

其实D2还有另外一个保护作用。在3楼的图中可以看到，连接D2的电流源是一个双集电极的PNP晶体管（Q5），如果没有D2，那么在输入高电平的时候，Q5的集电极电位将是输入电平减去一个PN结压降，若输入电平很高则它可能高于Q5的基极电位，那样将使得Q5的集电结不正常导通。加了D2就避免了这种不正常状态。

从这里也可以看到，真正起到输入晶体管负载作用（或者抗饱和作用）的是Q5，D2实际上是起到保护Q5的作用，但是抗饱和的电流是流过D2的，所以笼统地说也可以认为它起到抗饱和作用（尤其在首楼的图中没有画出Q5电流源的情况下）。

powerlove

原理分析的很详细，谢谢楼主分享！