.

Компараторы на интегральных микросхемах

Интегральные компараторы напряжения, входящие в состав отдельных серий интегральных схем, представляют собой специализированные операционные усилители с дифференциальным входом и одиночным или парафазным (прямым и инверсным) выходами. Входной каскад обычно работает в линейном режиме, а выходной формирует значение сигналов логических 0 и 1 на уровнях, соответствующих данной серии микросхем.

 

 

Рис. 14.13. Передаточная характеристика инвертирующего триггера Шмитта
 
 

  

 

 

Интегральные микросхемы компараторов можно разделить по совокупности параметров на три группы:
         - общего применения (tЗД.Р. < 300нс, КУ < 100дБ);
         - быстродействующие (tЗД.Р. < 30нс);
         - прецизионные (КУ > 100дБ, ЕСМ < 3мВ, ΔIВХ < 10нА).
         Основные отличительные характеристики интегральных компараторов приведены в табл.17.1.
 
 

Рис. 14.14. Временная диаграмма инвертирующего триггера Шмитта

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ТАБЛИЦА 14.1.

Сравнительные характеристики интегральных компараторов напряжения

Группа ИМС компараторов напряжения
Отличительные параметры
Серийно выпускаемые ИМС
tЗД.Р.,
нс
Ку,
В/мВ
IВХ,
мкА
ΔIВХ,
мкА
Общего применения
30 – 120
0,5 – 40
1 – 80
0,1 – 3
521СА1
521СА2
Прецизионные
120 – 1000
> 40
0,1
0,03
521СА3
Быстродейст-вующие
< 30
0,5 – 10
10 – 60
1 – 8
521СА4
597СА1

 
Компараторы общего назначения имеют довольно скромные характеристики. Однако эти компараторы имеют свои преимущества – они потребляют меньшую мощность, могут работать при низком напряжении питания и в одном корпусе располагается до четырех компараторов. Так, например, счетверенные компараторы среднего быстродействия К1401СА2 имеют время задержки распространения меньше 3 мкс, ток потребления 2мА, коэффициент усиления 90 дБ и напряжение смещения нулевого уровня меньше 5 мВ.
Многие компараторы общего назначения имеют на выходе транзистор с открытым коллектором, что позволяет подключать нагрузку этого транзистора к внешнему источнику питания, напряжение которого выбирается в зависимости от типа используемой логики.
Прецизионные компараторы отличаются от компараторов общего назначения рядом улучшенных характеристик. Они имеют повышенный коэффициент усиления, меньшее пороговое напряжение переключения, пониженное напряжение смещения нулевого уровня и малый входной ток. Быстродействие этих компараторов обычно не очень высокое, время переключения обычно меньше 300 нс. В качестве примера можно привести отечественный компаратор К554СА3, имеющий коэффициент усиления 110 дБ, напряжение смещения 3 мВ, входной ток 3 нА, время переключения 200 нс.
Быстродействующий компаратор напряжения КМ597СА2, имеющий на выходе уровни ТТЛ–логики, обладает параметрами: время задержки распространения  12 нс,  напряжение  смещения 2 мВ, входной ток 10 нА.