将运算放大器用作比较器

安_然

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为什么要将运算放大器用作比较器？
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方便
经济
低IB
低VOS
为什么不要将运算放大器用作比较器？
• 速度
• 不便的输入结构
• 不便的逻辑结构
• 稳定性/迟滞
简介
比较器是一种带有反相和同相两个输入端以及一个输出端
的器件，该输出端的输出电压范围一般在供电的轨到轨之
间。运算放大器同样如此。
然而，将运算放大器当作比较器使用却非常吸引人，其中
原因有多种。本文余下部分将简要讨论将运算放大器用作
比较器可能产生的各种意外后果，并总结其中的原因和注
意事项。
不将运算放大器用作比较器的原因也有多种。最重要的原
因是速度，不过也有输出电平、稳定性(和迟滞)，以及多
种输入结构考虑。以下各节将详细讨论这些因素。
将运算放大器用作比较器的原因有多种。有些属于技术范
畴，而有个原因则纯属经济使然。运算放大器不但有单运
放封装，同时提供双运放或四运放型号，即将两个或四个
运算放大器集成在一个芯片上。这类双核和四核型号比两
个或四个独立运算器便宜，而且占用电路板面积更小，进
一步节省了成本。尽管将四运放器件中的闲置运算放大器
用作比较器而不是单独购买比较器实为经济之举，但这并
不符合良好设计规范。
比较器专门针对干净快速的切换而设计，因此其直流参数
往往赶不上许多运算放大器。因而，在要求低VOS、低IB和
宽CMR的应用中，将运算放大器用作比较器可能比较方
便。如果高速度非常重要，将运算放大器用作比较器将得
不偿失。
比较器具有低偏置电压、高增益和高共模抑制的特点。运
算放大器亦是如此。
那么两者之间有何区别呢？比较器拥有逻辑输出端，可显
示两个输入端中哪个电位更高。如果其输出端可兼容TTL
或CMOS(许多比较器的确如此)，则比较器的输出始终为
正负电源的轨之一，或者在两轨间进行快速变迁。
运算放大器有一个模拟输出端，但输出电压通常不靠近两
个供电轨，而是位于两者之间。这种器件设计用于各种闭
环应用，来自输出端的反馈进入反相输入端。但多数现代
运算放大器的输出端可以摆动到供电轨附近。为何不将它
们用作比较器呢？
运算放大器具有高增益、低偏置和高共模抑制的特点。其
偏置电流通常低于比较器，而且成本更低。此外，运算放
大器一般提供两个或四个一组的封装模式。如果需要三个
运算放大器和一个比较器，购买四个运算放大器，使其中
之一闲置，然后再单独买一个比较器，这样做似乎毫无意
义。
然而，把运算放大器用作比较器时，最好的建议其实非常
简单，那就是切勿这样做！
比较器设计用于开环系统，用于驱动逻辑电路，用于高速
工作，即使过载亦是如此。而这些均不是运算放大器的设
计用途。运算放大器设计用于闭环系统，用于驱动简单的
电阻性或电抗性负载，而且不能过载至饱和状态。

fjdingsd

很基础的知识，好