電壓比較器的工作區(qū)域及工作原理

什么是電壓比較器

電壓比較器通常由集成運(yùn)放構(gòu)成，與普通運(yùn)放電路不同的是，比較器中的集成運(yùn)放大多處于開環(huán)或正反饋的狀態(tài)。只要在兩個(gè)輸入端加一個(gè)很小的信號，運(yùn)放就會進(jìn)入非線性區(qū)，屬于集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用范圍。在分析比較器時(shí)，虛斷路原則仍成立，虛短及虛地等概念僅在判斷臨界情況時(shí)才適應(yīng)。

電壓比較器通常工作在非線性區(qū)。這是因?yàn)殡妷罕容^器的主要功能是比較兩個(gè)電壓的大小，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高電平或低電平的信號。在這個(gè)過程中，它并不需要對輸入信號進(jìn)行線性放大，而是根據(jù)輸入信號與參考電壓之間的關(guān)系，直接輸出一個(gè)表示比較結(jié)果的數(shù)字信號。

因此，電壓比較器的工作區(qū)域主要取決于其內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)和工作原理，而不是像線性放大器那樣需要工作在特定的線性區(qū)域內(nèi)。當(dāng)然，具體的電壓比較器可能會因設(shè)計(jì)、制造工藝和應(yīng)用需求的不同而有所差異，但其基本工作原理和工作區(qū)域都是類似的。

電壓比較器的工作范圍通常是在一定的電壓范圍內(nèi)，具體的工作范圍取決于比較器的設(shè)計(jì)和規(guī)格。一般來說，電壓比較器的工作范圍可能從幾伏特到幾十伏特不等，有些比較器可能具有更寬的工作范圍，可以處理更高或更低的電壓。

簡單地說，電壓比較器是對兩個(gè)模擬電壓比較其大?。ㄒ灿袃蓚€(gè)數(shù)字電壓比較的，這里不介紹），并判斷出其中哪一個(gè)電壓高，如圖1所示。圖1（a）是比較器，它有兩個(gè)輸入端：同相輸入端（“+”端）及反相輸入端（“-”端），有一個(gè)輸出端Vout（輸出電平信號）。另外有電源V+及地（這是個(gè)單電源比較器），同相端輸入電壓VA，反相端輸入VB。VA和VB的變化如圖1（b）所示。在時(shí)間0～t1時(shí)，VA》VB；在t1～t2時(shí)，VB》VA；在t2～t3時(shí)，VA》VB。在這種情況下，Vout的輸出如圖1（c）所示：VA》VB時(shí)，Vout輸出高電平（飽和輸出）；VB》VA時(shí)，Vout輸出低電平。根據(jù)輸出電平的高低便可知道哪個(gè)電壓大。

如果把VA輸入到反相端，VB輸入到同相端，VA及VB的電壓變化仍然如圖1（b）所示，則Vout輸出如圖1（d）所示。與圖1（c）比較，其輸出電平倒了一下。輸出電平變化與VA、VB的輸入端有關(guān)。

電壓比較器和電壓跟隨器一樣嗎

電壓比較器和電壓跟隨器是兩種不同功能的電路元件，它們在電路中的應(yīng)用和作用存在顯著的區(qū)別。

電壓比較器的主要作用是將兩個(gè)輸入信號的電壓進(jìn)行比較，并輸出它們之間的差異。這種電路通常被應(yīng)用于開關(guān)控制、電源監(jiān)測和測量等方面。電壓比較器的一個(gè)常見類型是過零比較器，它將一個(gè)模擬輸入信號與一個(gè)固定的參考電壓進(jìn)行比較。比較器的工作特性通常通過閾值電壓和傳輸特性來描述。

而電壓跟隨器，也稱為緩沖放大器，其主要特點(diǎn)是其輸出電壓與輸入電壓相同，沒有增益的放大作用，但電流增益增加。電壓跟隨器的主要作用是將輸入電壓的阻抗轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓阻抗，提供電流放大和電壓跟隨的功能。這種電路一般在實(shí)際的電路中用作輸出級或隔離級，能夠連接兩電路，減少電路間直接相連所帶來的影響，起緩沖作用。

因此，電壓比較器和電壓跟隨器在功能、應(yīng)用和工作原理上都有所不同，不能被視為相同或可互換的電路元件。