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電壓比較器與放大電路有什么區(qū)別?為什么工作狀態(tài)不一樣?

電壓比較器工作于非線性狀態(tài),是用來檢測輸入電壓大小的,其輸出端只有兩個狀態(tài),不是高電平就是低電平。放大電路工作于線性放大狀態(tài),其可以將輸入端幅度較小的信號放大到所需的幅度。下面我們以常用的電壓比較器LM393和常用的運算放大器LM358為例來介紹一下它們的區(qū)別。


LM393是一款低功耗雙電壓比較器,其內部有兩個相同的比較器,上圖為LM393內部的一個比較器,其②腳和③腳分別為反相輸入端和同相輸入端,①腳為輸出端,為了與后級電路接口方便,比較器一般都采用集電極開路輸出結構,故比較器在使用時,通常在輸出端與正電源之間接一個上拉電阻(即上圖中的R),該電阻一般選用幾KΩ至數(shù)十KΩ即可。

假設上圖電路?LM393的②腳接一個1V的參考電壓,那么當③腳電壓大于1V時,①腳輸出為高電平;當③腳電壓小于1V時,①腳輸出為低電平。這就是電壓比較器的基本用途。


上圖是用LM393電壓比較器制作的溫度檢測電路,傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻,R3給比較器的②腳提供一個參考電壓,LED為指示燈。

在環(huán)境溫度較高時,由于熱敏電阻的阻值較大,LM393的③腳電壓高于②腳電壓,其①腳輸出為高電平,LED不亮。當溫度降低到某一值時,由于熱敏電阻的阻值減小,LM393的③腳電壓小于②腳電壓,此時①腳輸出變?yōu)榈碗娖?,LED指示燈點亮。從上面應用電路可見,比較器的輸出只有兩種狀態(tài)。下面我們再來看LM358構成的放大電路。


LM358的引腳排列與LM393一樣,但LM358內部輸出級的結構與LM393不同,LM358輸出級為互補射隨器結構,這種結構決定了LM358可以引入負反饋構成線性放大器。

上圖中,電阻R2接在LM358的輸出端①腳與反相輸入端②腳之間,引入負反饋,這樣便構成了線性放大器,可以將輸入端③腳幅度較小的信號放大到所需的幅度。該放大電路的放大倍數(shù)為1+(R2/R1)。

由于LM393內部輸出級是一個集電極開路的NPN型三極管,故其無法像LM358那樣,在輸出端與輸入端②腳之間接一個電阻構成線性放大電路。

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