8.2 电压比较器（2）

五、集成电压比较器

1、集成电压比较器的主要特点和分类

电压比较器可将模拟信号转换成二值信号，即只有高电平和低电平两种状态的离散信号。因此，可用电压比较器作为模拟电路和数字电路的接口电路。集成电压比较器虽然比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且一般不需要外加限幅电路就可直接驱动 $\text{TTL}$、$\text{CMOS}$ 和 $\text{ECL}$ 等集成数字电路；有些芯片带负载能力很强，还可直接驱动继电器和指示灯。
按一个器件上所含有电压比较器的个数，可分为单、双和四电压比较器；按功能，可分为通用型、高速型、低功耗型、低电压型和高精度型电压比较器；按输出方式，可分为普通、集电极（或漏极）开路输出或互补输出三种情况。集电极（或漏极）开路输出电路必须在输出端接一个电阻至电源。互补输出电路有两个输出端，若一个为高电平，则另一个必为低电平。
此外，还有的集成电压比较器带有选通端，用来控制电路是处于工作状态，还是处于禁止状态。所谓工作状态，是指电路按电压传输特性工作；所谓禁止状态，是指电路不再按电压传输特性工作，从输出端看进去相当于开路，即处于高阻状态。
表8.2.1所示为几种集成电压比较器的主要参数。
$$表\mathrm{8.2.1}几种集成电压比较器的主要参数$$

型号	工作电源/V	正电源电流/mA	负电源电流/mA	响应时间/ns	输出方式	类型
AD790（单）	$+5\text{V}$ 或 $\pm 15\text{V}$	10	5	45	$\text{TTL/CMOS}$	通用
LM119（双）	$+5\text{V}$ 或 $\pm 15\text{V}$	8	3	80	集电极开路，发射极浮动	通用
LM193（双）	$2\sim 36\text{V}$ 或 $\pm 1\sim \pm 18\text{V}$	2.5		300	集电极开路	通用
MC1414（双）	$+12\text{V}$ 和 $-6\text{V}$	18	14	40	$\text{TTL}$、带选通	通用
MXA900（四）	$+5\text{V}$ 或 $\pm 5\text{V}$	25	20	15	$\text{TTL}$	通用
AD9696（单）	$+5\text{V}$ 或 $\pm 5\text{V}$	32	4	7	互补 $\text{TTL}$	高速
TA8504（单）	$-5\text{V}$		37	2.6	互补 $\text{ECL}$	高速
ICL374（四）	$2\sim 18\text{V}$	0.75		650	漏极开路	低功耗

2、集成电压比较器的基本接法

（1）通用型集成电压比较器 AD790
图8.2.4(a)所示为双列直插式 AD790 单集成电压比较器的管脚图（顶视图），与集成运放相同，它有同相和反相两个输入端，分别是管脚 2 和 3；正、负两个外接电源 $\pm V_S$，分别为管脚 1 和 4；当单电源供电时，$-V_S$ 应接地。此外，管脚 8 接逻辑电源，其取值决定于负载所需高电平。为了驱动 $\text{TTL}$ 电路，应接 $+5\text{V}$，此时比较器输出高电平为 $4.3\text{V}$。管脚 5 为锁存控制端，当它为低电平时，锁存输出信号。
图8.2.14（b）、（c）、（d）所示为 AD790 外接电源的基本接法。图中电容均为去耦电容，用于滤去比较器输出产生变化时电源电压的波动，这种做法也常见于其它电子电路。图（b）所示电路中的 510 Ω 是输出高电平时的上拉电阻。
用 AD790 替换前面的各种比较器电路中的集成运放，就可组成单限比较器、滞回比较器和双限比较器。

（2）集电极开路集成电压比较器 LM119
图8.2.15所示为金属封装的 LM119 双集成电压比较器管脚图（顶视图），可双电源供电，也可单电源供电。

LM119 为集电极开路输出，两个比较器的输出可直接并联，共用外接电阻，实现 “线与”，如图8.2.16(a)所示。所谓 “线与”，是指只有在比较器 Ⅰ和 Ⅱ 的输出均为高电平时，$u_O$ 才为高电平，否则 $u_O$ 就为低电平的逻辑关系。对于一般输出方式的集成电压比较器或集成运放，两个电路的输出端不得并联使用；否则，当两个电路输出电压产生冲突时，会因输出回路电流过大造成器件损坏。分析图（a）所示电路，可以得出其电压传输特性如图（b）所示，因此，电路为窗口比较器。