運算放大器可以替代比較器嗎？

• 來源：hth体育官网登录 更新時間：2020-01-13 11:41:47點擊：6次

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  運算放大器可以替代比較器嗎？

  
  

  本文來源：ECCN中電網

  
  

          許多人偶爾會(hui) 把運算放大器當比較器使用。一般而言，當您隻需要一個(ge) 簡單的比較器，並且您在四運算放大器封裝中還有一個(ge) “多餘(yu) ”運算放大器時，這種做法是可行的。穩定運算放大器運行所需的相位補償(chang) 意味著把運算放大器用作比較器時其速度會(hui) 非常的低，但是如果對速度要求不高，則運算放大器可以滿足需求。偶爾會(hui) 有人問到我們(men) 運算放大器的這種使用方法。這種方法有時有效，有時卻不如人們(men) 預期的那樣效果好。為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現這種情況呢？

  
  

          許多運算放大器都在輸入端之間有電壓鉗位，其大多數一般都使用背靠背二極管(有時使用兩(liang) 個(ge) 或者更多的串聯二極管)來實施。這些二極管保護輸入晶體(ti) 管免受其基極結點反向擊穿的損害。差動輸入為(wei) 約 6V 時便會(hui) 出現許多 IC 工藝擊穿，這會(hui) 極大地改變或者損壞晶體(ti) 管。下圖顯示了 NPN 輸入級，D1 和 D2 提供了這種保護功能。

  
  

  

  
  

          大多數常見運算放大器應用中，輸入電壓均約為(wei) 零伏，其根本無法開啟這些二極管。但是很明顯，對於(yu) 比較器的運行而言，這種保護便成了問題。在一個(ge) 輸入拖拽另一個(ge) 輸入(以一種討厭的方式拉其電壓)以前，差動電壓範圍(約0.7V)受限。盡管如此，但我們(men) 還是可以把運算放大器用作比較器。但是，在我們(men) 這樣做時必須小心謹慎。在一些電路中，這種做法可能是完全不能接受的。

  
  

          問題是我們(men) (包括其他運算放大器廠商)並沒有總是說明這些鉗位的存在。即使有所說明，我們(men) 可能也不會(hui) 做詳細的解釋或者闡述。也許我們(men) 應該說：“用作比較器時，請小心謹慎!”產(chan) 品說明書(shu) 的作者們(men) 通常也隻是假設您肯定會(hui) 把運算放大器當作運算放大器用。最近，我們(men) 在美國亞(ya) 利桑那州圖森產(chan) 品部召開了一個(ge) 會(hui) 議。會(hui) 議決(jue) 定，我們(men) 以後將會(hui) 更加清楚地說明這種情況。但是，現在已經生產(chan) 出來的運算放大器怎麽(me) 辦呢?下列指導建議可能會(hui) 對您有所幫助：

  
  

          一般而言，雙極 NPN 晶體(ti) 管運算放大器都有輸入鉗位，例如：OP07、OPA227 和 OPA277 等。uA741 是一個(ge) 例外，它具有 NPN 輸入晶體(ti) 管，並且有一些為(wei) NPN 提供固有保護的附加串聯橫向 PNP。

  
  

  

  
  

          使用橫向 PNP 輸入晶體(ti) 管的通用運算放大器一般沒有輸入鉗位，例如：LM324、LM358、 OPA234、OPA2251 和 OPA244。這些運算放大器一般為(wei) “單電源”類型，其意味著它們(men) 擁有一個(ge) 擴展至負電源端(或者稍低)的共模範圍。輸入偏置電流為(wei) 一個(ge) 負數時，表示輸入偏置電流自輸入引腳流出。這時，我們(men) 通常可以認定它們(men) 為(wei) 這類運算放大器。但是，需要注意的是，使用 PNP 輸入的高速運算放大器一般有輸入鉗位，而這些 PNP 是一些具有更低擊穿電壓的垂直 PNP。
  

  
  

  

  
  

          更高電壓(一般大於(yu) 20V)下工作的 JFET 和 CMOS 放大器，可能有也可能沒有鉗位。這種不確定性，要求您進行更多仔細的檢查。所用工藝和晶體(ti) 管類型的特性，決(jue) 定了其內(nei) 部是否存在鉗位。

  
  

          大多數低壓 CMOS 運算放大器都沒有鉗位。自動歸零或者斬波器類型是一個(ge) 特例，其可能具有類似鉗位的行為(wei) 表現。

  
  

          底線是……如果您考慮把運算放大器用作比較器，請一定小心謹慎。仔細閱讀產(chan) 品說明書(shu) ，不要漏掉一點信息，包括應用部分的一些注解內(nei) 容。在電路試驗板或者樣機中驗證其表現，查看一個(ge) 輸入電壓對另一個(ge) 輸入電壓的影響。不要依賴 SPICE 宏模型。一些宏模型可能並不包括對鉗位建模的一些額外組件。另外，當您笨手笨腳地把運算放大器從(cong) 一個(ge) 軌移動到另一個(ge) 軌時可能出現其他一些現象，我們(men) 可能無法精確地對這些現象建模。

  
  

  
  

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