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MT-084:将运算放大器用作比较器

资料介绍
运算放大器和比较器乍看似乎可以互换,实际上,两者还是存在一些重要差异。比较器用于开环系统,旨在从其输出端驱动逻辑电路,以及在高速条件下工作,通常比较稳定。运算放大器的用途不同于比较器,过驱时可能会饱和,使得恢复速度相对较慢。施加较大差分电压时,很多运算放大器的输入级都会出现异常表现,实际上,运算放大器的差分输入电压范围通常存在限制。运算放大器输出也很少兼容逻辑电路。
MT-084
指南

将运算放大器用作比较器


运算放大器和比较器乍看似乎可以互换,实际上,两者还是存在一些重要差异。比较器
用于开环系统,旨在从其输出端驱动逻辑电路,以及在高速条件下工作,通常比较稳
定。运算放大器的用途不同于比较器,过驱时可能会饱和,使得恢复速度相对较慢。施
加较大差分电压时,很多运算放大器的输入级都会出现异常表现,实际上,运算放大器
的差分输入电压范围通常存在限制。运算放大器输出也很少兼容逻辑电路。

但是仍有很多人试图将运算放大器用作比较器。这种做法在低速和低分辨率时或许可
行,但是大多数情况下结果并不理想。单靠参考运算放大器数据手册不能解决将运算放
大器用作比较器的所有相关问题,因为运算放大器设计的目的并非用作比较器。

最常见的问题是速度(之前已经提到过)、输入结构的影响(保护二极管、FET放大器的相位
翻转等)、输出结构(并非用于驱动逻辑电路)、迟滞、稳定性,以及共模效应。

速度考虑因素

大多数比较器速度都很快,不过很多运算放大器速度也很快。为什么将运算放大器用作
比较器时会造成低速度呢?

比较器用于大差分输入电压,而运算放大器工作时,差分输入电压一般会在负反馈的作
用下降至最低。当运算放大器过驱时,有时仅几毫伏也可能导致过载,其中有些放大级
可能发生饱和。这种情况下,器件需要相对较长的时间从饱和中恢复,因此,如果发生
饱和,其速度将比始终不饱和时慢得多(参见图1)。

过驱运算放大器的饱和恢复时间很可能远远超过放……
标签:放大器比较器
MT-084:将运算放大器用作比较器
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