運算放大器和比較器無論外觀或圖紙符號都差不多,那么它們究竟有什么區(qū)別,在實際應用中如何區(qū)分?
今天我們來圖文全面分析一下,夯實大家的基礎,讓工程師更上一層樓。
先看一下圖1,這是運算放大器和比較器的內部區(qū)別圖:
從內部圖可以看出運算放大器和比較器的差別在于輸出電路。運算放大器采用雙晶體管推挽輸出,而比較器只用一只晶體管,集電極連到輸出端,發(fā)射極接地。比較器需要外接一個從正電源端到輸出端的上拉電阻,該上拉電阻相當于晶體管的集電極電阻。運算放大器可用于線性放大電路(負反饋),也可用于非線性信號電壓比較(開環(huán)或正反饋)。電壓比較器只能用于信號電壓比較,不能用于線性放大電路(比較器沒有頻率補償)。兩者都可以用于做信號電壓比較,但比較器被設計為高速開關,它有比運算放大器更快的轉換速率和更短的延時。
運算放大器在主板電路圖中很常見,一般用于穩(wěn)壓電路;在負反饋電路中,它與晶體管配合相當于一個三端穩(wěn)壓器,但使用起來更靈活。如圖2:
在許多情況下,需要知道兩個信號中哪個比較大,或一個信號何時超出預設的電壓(用作電壓比較)。用運算放大器便可很容易搭建一個簡單電路實現(xiàn)該功能。當V+電壓大于V-電壓時,輸出高電平。當V+電壓小于V-電壓時,輸出低電平。如圖3:
分析一下電路,2.5V經(jīng)電阻分壓得到1V輸入到V-端,當總線電壓正常產(chǎn)生1.2V時,輸入到V+,此時V+電壓比V-電壓高,輸出一個高電平到CPU電源管理芯片的EN開啟腳。如果總線電壓沒輸出或不正常少于1V,此時V+電壓比V-電壓低,輸出低電平。
當比較器的同相端電壓(V+)低于反相端電壓(V-)時,輸出晶體管導通,輸出接地低電平;當同相端電壓高于反相端時,輸出晶體管截止,通過上拉電阻的電源輸出高電平。如圖4:
分析一下該電路,上面的比較器U8A當有VCC輸出時經(jīng)過分壓電阻分壓后,輸入到同相端(V+),其電壓大于5VSB經(jīng)分壓后輸入到反相端(V-)的電壓,內部晶體管截止,輸出經(jīng)上拉電阻的電源12V(同時下面的比較器U8B同相端電壓也大于反相端,內部晶體管也是截止),N溝道場管Q37導通,輸出VCC5V。同時P溝道場管Q293截止。反之,當反相端電壓大于同相端電壓時,內部晶體管導通,上拉電源12V被拉低為低電平,N溝道場管Q37截止,同時P溝道場管Q293導通,輸出5VSB。這個就是5VDUAL產(chǎn)生電路。
在實際應用中比較器都需要上拉電源,而運算放大器一般不需要。
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