Компараторы на интегральных микросхемах
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.