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
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原文标题:比较器LM393内部电路分析
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