比较器LM393内部电路分析

显示全部楼层 · 2024-7-29 19:55:45

比较器LM393内部电路分析

一、概述

LM393比较器采用OC（开漏）输出方式，其优势在于输出电压可独立于VCC，提供了设计上的灵活性。通过简单的上拉电阻即可将输出调整至所需的电压水平。

二、电路构成

LM393内部主要由以下几个部分组成：

两个80uA恒流源：为电路提供稳定的电流源。

输入级：包括IN+和IN-两个输入端口，分别由两对三极管（1、2和3、4）构成。

镜像电流源：用于实现电流的稳定复制与分配。

输出级：负责将比较结果输出。

三、输入级分析

结构：IN+由1、2三极管构成，IN-由3、4三极管构成。D1和D2作为反向钳位二极管，用于保护BE结，防止其因反向电压过高而损坏。

达林顿管：1、2三极管组合实际上形成了一个达林顿管结构，其作用是增强放大能力，同时提供高输入电阻和低输出电阻。这里的10uA电流是由恒流源限流并经过第一级B级放大（约100倍）得到的，显示出极高的输入阻抗特性。

输入阻抗的重要性：高输入阻抗能够减少信号源内阻的分压损失，确保信号在传输过程中不被过多衰减。

四、镜像电流源分析

作用：镜像电流源的核心在于其右侧三极管（如6号）的电流严格跟随左侧三极管的电流变化，从而实现电流的精确复制。

设计思路：在集成电路设计中，常用恒流源来替代传统的电阻电压关系，以提高电路的稳定性和精度。

等效关系：理解并应用等效电路原理对于分析和设计集成电路至关重要，它能帮助我们简化复杂电路，抓住问题的本质。

五、进一步探索

对于有兴趣的读者，可以尝试推导R1<R2情况下的电路行为，这将有助于更深入地理解LM393的工作原理和特性。

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