LM393电压比较器详解
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@小白创作中心
LM393电压比较器详解
引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/txh0507/article/details/146541063
LM393是一款高性能双电压比较器芯片,广泛应用于各种电子设备中。本文将详细介绍LM393的基本特性、工作原理、应用场景以及使用注意事项,帮助读者全面了解这款芯片的功能和使用方法。
一、基本特性
LM393是一款高性能双电压比较器芯片,内部集成两个独立比较器单元,具有以下核心特性:
- 宽电源电压:单电源2V
36V,双电源±1V±18V,适应复杂供电环境。 - 低功耗:电源电流仅0.8mA(典型值),适合电池供电设备。
- 高精度:输入失调电压≤3mV,偏置电流25nA,确保测量准确性。
- 输出兼容性强:支持TTL、CMOS、MOS等逻辑电平,开漏输出需接上拉电阻。
二、工作原理
- 比较机制:
- 当同相输入(IN+)电压 > 反相输入(IN-)电压时,输出高电平(接近VCC);
- 当IN+ < IN-时,输出低电平(接近GND)。
- 差分放大结构:
- 内部采用高增益差分放大器,放大输入差值后驱动输出级。
- 典型增益公式:Av =VIN+ −VIN− VOUT ,差值越大输出越稳定。
- 抗振设计:
- 需避免输入输出寄生电电容耦合引发振荡,可通过以下方式优化:
- 减小输入电阻(<10kΩ)或增加滞回电压(1~10mV)。
- 未使用引脚必须接地,抑制干扰。
三、典型应用场景
- 阈值检测:
- 电池电压监控(如低于3V触发报警)。
- 温度传感器接口(比较预设阈值)。
- 信号转换:
- 将模拟信号(如传感器输出)转换为数字逻辑电平。
- 传感器接口:
- 光敏传感器、震动传感器、红外避障模块等开关量输出。
- 保护电路:
- 过压/过流保护(比较器输出控制继电器或MOSFET)。
- 振荡器/定时器:
- 结合RC电路生成方波或脉冲信号。
四、使用注意事项
- 输出配置上拉电阻:
- 开漏输出需接1~10kΩ上拉电阻至VCC,平衡噪声与驱动能力。
- 电源设计:
- 无需旁路电容(除非在噪声敏感环境)。
- 防振荡措施:
- 避免长距离布线导致寄生电容,未用引脚接地。
- 器件区分:
- 不可与LM358(运算放大器)互换,二者工作模式不同。
五、技术参数速查
参数 | 典型值/范围 |
---|---|
电源电压(单/双) | 2V |
输入失调电压 | ≤3mV |
输入偏置电流 | 25nA |
电源电流 | 0.8mA |
输出饱和电压 | 0.1V(IOL=4mA时) |
响应时间 | <1μs |
工作温度 | -40℃~85℃ |
六、封装与替代型号
- 封装:DIP-8、SOP-8(贴片)。
- 替代型号:LM2903(低功耗)、LM311(高速)、TL082(精密运放组合)。
同相端电压大于反向端电压时,输出高电平;同相端电压小于反向端电压时,输出低电平;
因为lm393内部特性,所以需要在外接上拉电阻以此达到高电压情况。因此高电压的值是可以进行相应的控制
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