【涨知识@@】运算放大器@@@@可以替代比较器@@吗@@?

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许多人偶尔会把运算放大器@@@@当比较器@@使用@@@@。一般而言@@,当您只需要一个简单的比较器@@@@,并且您在四运算放大器@@@@封装中还有一个@@“多余@@”运算放大器@@@@时@@,这种做法是可行的@@。稳定运算放大器@@@@运行所需的相位补偿意味着把运算放大器@@@@用作比较器@@时@@其速度会非常的低@@,但是@@如果对速度要求不高@@,则运算放大器@@@@可以满足需求@@。偶尔会有人问到我们运算放大器@@@@的这种使用@@方法@@。这种方法有时有效@@,有时却不如人们预期的那样效果好@@。为@@什么会出现这种情况呢@@?

许多运算放大器@@@@都在输入端之间有电压钳位@@,其大多数一般都使用@@背靠背二极管@@(有时使用@@两个或者更多的串联二极管@@)来实施@@。这些二极管保护输入晶体管@@免受其基极结点反向击穿的损害@@。差动输入为@@约@@@@ 6V 时便会出现许多@@ IC 工艺击穿@@,这会极大地改变或者损坏晶体管@@。下图显示了@@ NPN 输入级@@,D1 和@@ D2 提供了这种保护功能@@。

NPN 输入级@@

大多数常见运算放大器@@@@应用中@@,输入电压均约@@为@@零伏@@,其根本无法开启这些二极管@@。但是@@很明显@@,对于比较器@@的运行而言@@,这种保护便成了问题@@。在一个输入拖拽另一个输入@@(以一种讨厌的方式拉其电压@@)以前@@,差动电压范围@@(约@@0.7V)受限@@。尽管如此@@,但我们还是@@可以把运算放大器@@@@用作比较器@@@@。但是@@,在我们这样做时必须小心谨慎@@。在一些电路中@@,这种做法可能是完全不能接受的@@。

问题是我们@@(包括其他运算放大器@@@@厂商@@)并没有总是说明这些钳位的存在@@。即使有所说明@@,我们可能也不会做详细的解释或者阐述@@。也许我们应该说@@:“用作比较器@@时@@,请小心谨慎@@!”产品说明书的作者们通常也只是假设您肯定会把运算放大器@@@@当作运算放大器@@@@用@@。最近@@,我们在美国亚利桑那州图森产品部召开了一个会议@@。会议决定@@,我们以后将会更加清楚地说明这种情况@@。但是@@,现在已经生产出来的运算放大器@@@@怎么办呢@@?下列指导建议可能会对您有所帮助@@:

一般而言@@,双极@@ NPN 晶体管运算放大器@@@@都有输入钳位@@,例如@@:OP07、OPA227 和@@ OPA277 等@@。uA741 是一个例外@@,它具有@@ NPN 输入晶体管@@,并且有一些为@@@@ NPN 提供固有保护的附加串联横向@@ PNP。

PNP 输入晶体管@@

使用@@横向@@ PNP 输入晶体管@@的通用运算放大器@@@@一般没有输入钳位@@,例如@@:LM324、LM358、 OPA234、OPA2251 和@@ OPA244。这些运算放大器@@@@一般为@@@@“单电源@@”类型@@,其意味着它们拥有一个扩展至负电源端@@(或者稍低@@)的共模范围@@。输入偏置电流为@@一个负数时@@,表示输入偏置电流自输入引脚流出@@。这时@@,我们通常可以认定它们为@@这类运算放大器@@@@@@。但是@@,需要注意的是@@,使用@@ PNP 输入的高速运算放大器@@@@一般有输入钳位@@,而这些@@ PNP 是一些具有更低击穿电压的垂直@@@@ PNP。

垂直@@ PNP

更高电压@@(一般大于@@ 20V)下工作的@@ JFET 和@@ CMOS 放大器@@,可能有也可能没有钳位@@。这种不确定性@@,要求您进行更多仔细的检查@@。所用工艺和@@晶体管类型@@的特性@@,决定了其内部是否存在钳位@@。

大多数低压@@ CMOS 运算放大器@@@@都没有钳位@@。自动归零或者斩波器类型@@是一个特例@@,其可能具有类似钳位的行为@@表现@@。

底线是@@……如果您考虑把运算放大器@@@@用作比较器@@@@,请一定小心谨慎@@。仔细阅读产品说明书@@,不要漏掉一点信息@@,包括应用部分的一些注解内容@@。在电路试验板或者样机中验证其表现@@,查看一个输入电压对另一个输入电压的影响@@。不要依赖@@ SPICE 宏模型@@。一些宏模型@@可能并不包括对钳位建模的一些额外组件@@。另外@@,当您笨手笨脚地把运算放大器@@@@从一个轨移动到另一个轨时可能出现其他一些现象@@,我们可能无法精确地对这些现象建模@@。

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