比較器內(nèi)部電路原理分析

我們先來(lái)看下ST的LM339DT手冊(cè)中給的內(nèi)部電路圖：我們將這個(gè)電路分成幾個(gè)模塊便于我們理解；

我們分析內(nèi)部電路是為了更好的理解這個(gè)器件；

我們先看下下面電路，我們看左半邊電路：Q1三極管的基極和集電極相連接；

我們來(lái)分析：

1.我們知道二極管具有鉗位功能，而三極管的BE就相當(dāng)于一個(gè)二極管，所以圖中基極電壓為0.7V（這里為了方便理解，我們統(tǒng)一用0.7V），即A點(diǎn)電壓為0.7V，即集電極電壓為0.7V；這里Q1三極管導(dǎo)通，Vce = 0.7V，我們知道三極管飽和導(dǎo)通ce壓降接近0.3V，所以這里滿足放大條件；

我們知道Ie = Ib +Ic = （1+β）Ib；

這里Ic = （5V-0.7V)/R1；

2.我們?cè)俳Y(jié)合右邊電路一起看，一般我們?yōu)榱吮ＷC芯內(nèi)部的穩(wěn)定性和對(duì)稱性，內(nèi)部晶體管一般都在同一個(gè)晶圓上切割，保證晶體管功能盡可能一樣；

我們看Q1和Q2的基極電流由Q1的集電極提供，因?yàn)镼1和Q2的對(duì)稱，故流進(jìn)Q1和Q2的基極電流相等，則有Q2的Ic2等于Q1的Ic1，這里的R1和R2阻值是相等的，那么B點(diǎn)電壓是多少？

供電電源相等，電阻相等，電流相等，故VB =0.7V；

所以這個(gè)電路也叫鏡像電流源電路，右邊電路相當(dāng)于左邊的鏡像；

我們?cè)俜治?，如果R2R1，B點(diǎn)電壓又怎么變化？我們思考下：

我們看如果R2Ic1，這里的Ic2意思是相比于左半電路，Q2集電極可以允許的最大電流變大了，Q2往放大狀態(tài)走，即VB > 0.7V；

同理，如果R2>R1，那么Ic2

綜上我們可以得出，只要我們控制上述兩邊集電極的Ic電流即可控制B點(diǎn)電壓輸出是0.7V以上還是0.7V以下;

在芯片中，內(nèi)部無(wú)法集成電阻，所以我們用三極管代替：這里我們用P三極管；這里的A,B點(diǎn)就是比較器輸入，接的100uA電流源是限流用的；我們知道比較器輸入端阻抗大，那么這里滿足么，我們按照三極管放大倍數(shù)百倍來(lái)看，即2端的基極電流為nA級(jí)別，為了滿足輸入阻抗，它又分別加了一級(jí)；

即：優(yōu)化后電路：我們?cè)偌右患?jí)P管即可滿足要求，那么這里也對(duì)輸入有了要求，我們來(lái)看三極管需要導(dǎo)通，這里A,B點(diǎn)輸入電壓不能超過(guò)VCC-1.4V；

同時(shí)手冊(cè)中也給出了相應(yīng)的指標(biāo)：輸入電壓不能超過(guò)VCC+ - 1.5V；和我們理論推出相符合；

接下來(lái)繼續(xù)，我們通過(guò)比較A,B電壓大小從而控制Ic電流，最終控制上述C點(diǎn)電位變化，比較器需要輸出高低狀態(tài)，所以我們需要C點(diǎn)后面接三極管，通過(guò)三極管來(lái)放大前端的小變化；

我們來(lái)分析：

1. 當(dāng)c點(diǎn)電壓大于0.7V時(shí)，Q1三極管導(dǎo)通，Q2基極被拉到地，截止，輸出高阻態(tài)；
2. 當(dāng)c點(diǎn)電壓小于0.7V時(shí)，Q1三極管截止，Q1集電極100uA電流流進(jìn)Q2基極，使其飽和導(dǎo)通，輸出低電平；
3. 我們?cè)诒容^器輸出端加上拉電阻時(shí)，要注意這里的100uA，必須使輸出端Ic < β*100uA， 即讓Q2飽和導(dǎo)通，輸出VCC；

我們?cè)倏聪聢D中的二極管作用：我們?cè)谌龢O管選型時(shí)應(yīng)該都注意過(guò)一個(gè)參數(shù)，就是BE反向耐壓：我們看下手冊(cè)：一般在5V左右，所以我們?cè)谌龢O管be兩端并聯(lián)一個(gè)二極管進(jìn)行保護(hù)；

這是我個(gè)人理解，如果有其他觀點(diǎn)也可以發(fā)出來(lái)，大家一起討論；

今天就介紹到這里，感謝大家閱讀；