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

关闭，比较器的正常工作将不能得到保证。对于正常工作，两个输入信号都不得超出共模 电压范围。 输入失调电流

对于低输入共模电压(Vicm)，在25℃的典型温度下，TS302x输入偏流约80 mA。如果 Vicm电压高于Vcc-1V，CMOS输入级获得控制权，输入偏流降到极低的数值，如几个微微 安。输入偏流IIB是两个输入电流的平均值：IIB= (IP+IN)/2。异相和同相输入引脚上的偏流之

间的差叫做输入失调电流IIO= IP- IN。输入失调电流通常比输入偏流小很多。典型情况下， TS302x的IIO=1mA，IIB= 80mA。 3

-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100

IIN-125oC IIN+125oC IIN- 25oC IIN+25oC IIN--40oC IIN+-40oC Input bias current ( nA)

Iinput diferential voltage (mV)