运算放大器可以用作比较器使用

许多人偶尔会把运算放大器当比较器使用。一般而言，当您只需要一个简单的比较器，并且您在四运算放大器封装中还有一个“多余”的运算放大器时，这种做法是可行的。只是运算放大器需要相位补偿才能运行，因而把运算放大器用作比较器时其速度会非常低，但是如果对速度要求不高，则运算放大器可以满足需求。偶尔会有人问到我们运算放大器的这种使用方法，因为他们发现这种方法有时有效，有时却不如人们预期的那样效果好。为什么会出现这种情况呢？

许多运算放大器都在输入端之间有电压钳位，其大多数一般都使用背靠背二极管（有时使用两个或者更多的串联二极管）来实施。这些二极管保护输入晶体管免受其基极结点反向击穿的损害。许多IC工艺在差动输入约为6V时便会出现击穿，这会极大地改变或者损坏晶体管。图1显示了NPN输入级，D1和D2提供了这种保护功能。

图1

在大多数常见运算放大器应用中，输入电压均约为零伏，根本无法开启这些二极管。但是很明显，对于比较器的运行而言，这种保护便成了问题。在一个输入拖拽另一个输入（以一种讨厌的方式拉其电压）以前，差动电压范围（约0.7V）受限。尽管如此，我们

还是可以把运算放大器用作比较器。但是，在我们这样做时必须小心谨慎。在一些电路中，这种做法可能是完全不能接受的。问题是我们（包括其他运算放大器厂商）并没有总是说明这些钳位的存在，即使有所说明，可能也不会做详细的解释或者阐述。也许我们应该说：“用作比较器时，请小心谨慎！”产品说明书的作者们通常也只是假设您肯定会把运算放大器当作运算放大器用。

TI在美国亚利桑那州图森产品部召开了一个会议，会议决定，TI以后将会更加清楚地说明这种情况。但是，现在已经生产出来的运算放大器怎么办呢？下列指导建议可能会对您有所帮助：

一般而言，双极NPN晶体管运算放大器都有输入钳位，例如：OP07、OPA227和 OPA277等。uA741是一个例外，它具有NPN输入晶体管，并且有一些为NPN提供固有保护的附加串联横向PNP。

图2

使用横向PNP输入晶体管的通用运算放大器一般没有输入钳位，例如：LM324、LM358、OPA234、OPA2251和OPA244。这些运算放大器一般为“单电源”类型，意味着它们拥有扩展至负电源端（或者稍低）的共模范围。输入偏置电流为负数时，表示输入偏置电流自输入引脚流出。这时，通常可以认定它们为这类运算放大器。但是，需要注意的是，使用PNP输入的高速运算放大器一般有输入钳位，而这些PNP是一些具有更低击穿电压的垂直PNP。

图3

高电压（一般大于20V）下工作的JFET和CMOS放大器，可能有也可能没有钳位。这种不确定性，要求您进行更多仔细的检查。所用工艺和晶体管类型的特性，决定了其内部是否存在钳位。大多数低压CMOS运算放大器都没有钳位。自动归零或者斩波器类型则是特例，其可能具有类似钳位的行为表现。底线是……

如果您考虑把运算放大器用作比较器，请一定小心谨慎。仔细阅读产品说明书，不要

漏掉任何信息，包括应用部分的一些注解内容。在电路试验板或者样机中验证其表现，查看一个输入电压对另一个输入电压的影响。不要依赖SPICE宏模型。一些宏模型可能并不包括对钳位建模的一些额外组件。另外，当您笨手笨脚地把运算放大器从一个轨移动到另一个轨时可能出现其他一些现象，则可能无法精确地对这些现象建模。

电子小常识

1 PC上用DRAM(型号多以4开头 如4164) 单片机上用SRAM(以62，65，66，67开头 HM日立公司的存储器 HY现代 GM金星 ) EPROM上有个小窗口(以27开头)E2PROM(29开头)

flash ROM：存取速度快，断电保持

2 电源：单片电源式：固定：78 79系列 可调：LM337

稳压器专用集成电路：不带功率模块，稳定性好，输出电压自己配置 LM723

用开关方式进行稳压：TL494 SG3524

基准源：输出电流很小，作为AD的参考电压 精度很高 AD580 LM113/313

3 模拟开关：小信号的开关，不是大电流的开关 40系列里的4066 还有AD75××(性能好 太贵，不用)

4 V/F F/V 在无线电领域广泛使用 锁相环，在通讯电路使用比较多，应用复杂。

5 驱动阵列：ULN2003 (史普拉格公司)

6 A/D D/A (ADC DAC系列是国半生产的) AD574(A/D) AD7520(D/A)

采样保持器：LF198/298/398

7 PIC单片机是General Instrument公司生产的单片机

8 光耦：东芝的TIL系列 摩托罗拉的MOC系列 公认命名的4N系列 仅十几种。

9 多圈(单圈)电位器：墨西哥BOVREN牌的 3006，3296 功率不超过1W 阻值10欧～5M欧

10 氧化锌压敏电阻：抑制浪涌电压，保护电路。

11 可控硅与三极管相比 ：放大倍数高 达到上万 功率大 能达到几十安 几千伏。

12 数码管 流行EDTECH公司产品 型号以LA LC LD LE LM LN 开头 还有BSR BSG系列

13 稳压管在电路中要反向连接。稳压管的反向击穿电压称为稳定电压

14 220V的灯泡电阻大约在 千欧 (25瓦灯泡电阻大约2000欧姆，工作电压220伏特)电流 百毫安 小灯泡(3v-5v)电阻 十欧 电流 百毫 安

15 汽车起动机的启动电流为200～600A

17 电动机线圈电阻不超过2欧 电流 安到 百安 对于380V电机 1千瓦对应2安

18 点火线圈初级线圈电阻不超过1欧 次级大约 千欧

19 IC输出能力 输出高电平时电流

74LS:400uA(驱动不了发光二极管)(输出阻抗(内阻)50～250欧( 据短路电流计算出来)，能带负载的能力要求负载输入电阻大于12K( 据输出高电平电流计算400uA) LS的输入电阻为250K( 据输入高电平输入电流计算20uA)))

74HC:4mA(输出阻抗(内阻) 十欧?( 据短路电流计算出来)，能带负载的能力要求负载输入电阻大于1.25K( 据输出高电平电流计算 4mA) HC的输入电阻为50M欧( 据输入高电平输入电流计算0.1uA)))

输出低电平时电流 74LS:8mA 74HC:4mA

IC输出时相当于一个电源，电源的内阻越小，相对的驱动能力越强 一般电源的内阻不到1欧 一般电路中间级输入电阻比较大，输出驱动级电阻有大(灯泡，继电器)有小(喇叭，喷嘴)

对于共射接法的三极管来说，输入电阻大约为Rb，输出电阻为Rc

射极输出输入阻抗大Rb+(1+B)Re 输出阻抗小<

20 驻极体话筒 电阻约500～800欧 输出为3端 为里面集成了场效应管(阻抗匹配)

扬声器的电阻2欧，4欧，8欧，16欧 耳机电阻20～600欧