運放與比較器有什么區(qū)別？

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(yīng)用中如何區(qū)分？今天小編來圖文全面分析一下。

先看一下它們的內(nèi)部區(qū)別圖:

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從內(nèi)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(dāng)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(fù)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(shè)計為高速開關(guān)，它有比運算放大器更快的轉(zhuǎn)換速率和更短的延時。

運算放大器

做為線性放大電路，使用負(fù)反饋電路它與晶體管配合相當(dāng)于一個三端穩(wěn)壓器，但使用起來更靈活。如下圖：

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(yù)設(shè)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(dāng)V+電壓大于V-電壓時，輸出高電平。當(dāng)V+電壓小于V-電壓時 ，輸出低電平。如下圖：

分析一下電路，2.5v經(jīng)電阻分壓得到1V輸入到V-端，當(dāng)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。

電壓比較器

當(dāng)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(dǎo)通，輸出接地低電平；當(dāng)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。如下圖：

分析一下該電路，上面的比較器U8A當(dāng)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(nèi)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(nèi)部晶體管也是截止），N溝道場管Q37導(dǎo)通，輸出VCC5V。同時P溝道場管Q293截止。反之，當(dāng)反相端電壓大于同相端電壓時，內(nèi)部晶體管導(dǎo)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(dǎo)通，輸出5VSB。這個就是5VDUAL產(chǎn)生電路。

在實際應(yīng)用中比較器都需要上拉電源，而運算放大器一般不需要。

運放和電壓比較器的本質(zhì)區(qū)別：

（1）放大器與比較器的主要區(qū)別是閉環(huán)特性

放大器大都工作在閉環(huán)狀態(tài),所以要求閉環(huán)后不能自激.而比較器大都工作在開環(huán)狀態(tài)更追求速度.對于頻率比較低的情況放大器完全可以代替比較器(要主意輸出電平),反過來比較器大部分情況不能當(dāng)作放大器使用。

因為比較器為了提高速度進行優(yōu)化,這種優(yōu)化卻減小了閉環(huán)穩(wěn)定的范圍.而運放專為閉環(huán)穩(wěn)定范圍進行優(yōu)化,故降低了速度.所以相同價位檔次的比較器和放大器最好是各司其責(zé).如同放大器可以用作比較器一樣,也不能排除比較器也可以用作放大器.但是你為了讓它閉環(huán)穩(wěn)定所付出的代價可能超過加一個放大器。

換言之，看一個運放是當(dāng)作比較器還是放大器就是看電路的負(fù)反饋深度。所以,淺閉環(huán)的比較器有可能工作在放大器狀態(tài)并不自激.但是一定要作大量的試驗,以保證在產(chǎn)品的所有工作狀態(tài)下都穩(wěn)定，這時候你就要成本/風(fēng)險仔細核算一下了。

（2）算放大器和比較器如出一轍，簡單的講，比較器就是運放的開環(huán)應(yīng)用，但比較器的設(shè)計是針對電壓門限比較而用的，要求的比較門限精確，比較后的輸出邊沿上升或下降時間要短，輸出符合TTL/CMOS 電平/或OC 等，不要求中間環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確度，同時驅(qū)動能力也不一樣。一般情況：用運放做比較器，多數(shù)達不到滿幅輸出，或比較后的邊沿時間過長，因此設(shè)計中少用運放做比較器為佳。

審核編輯：湯梓紅