LM393与LM339权威指南.docx

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LM393与LM339权威指南

LM393与LM339权威指南

清华大学张小斌（教授）

第一部分：

LM393

LM393为双电压比较器

LM393主要特点如下：

●工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：

2～36V，双电源:

±1～±18V；

●消耗电流小，Icc=0.8mA；

●输入失调电压小，VIO=±2mV；

●共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；

●输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；

●输出可以用开路集电极连接“或”门；

LM393引脚图及内部框图

采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8脚塑料封装（SOP8）

          LM393内部结构图

LM393引脚功能排列表：

引出端序号

功能

符号

引出端序号

功能

符号

1

输出端1

OUT1

5

正向输入端2

1N+

（2）

2

反向输入端1

1N-

（1）

6

反向输入端2

1N-

（2）

3

正向输入端1

1N+

（1）

7

输出端2

OUT2

4

地

GND

8

电源

VCC

LM393主要参数表：

参数名称

符号

数值

单位

电源电压

VCC

±18或36

V

差模输入电压

VID

±36

V

共模输入电压

VI

-0.3～VCC

V

功耗

Pd

570

mW

工作环境温度

Topr

0to+70

℃

贮存温度

Tstg

-65to150

℃

电特性（除非特别说明，VCC=5.0V，Tamb=25℃）

参数名称

符号

测试条件

最小

典型

最大

单位

输入失调电压

VIO

VCM=0toVCC-1.5VO（P）=1.4V,Rs=0

-

±1.0

±5.0

mV

输入失调电流

IIO

-

-

±5

±50

nA

输入偏置电流

Ib

-

-

65

250

nA

共模输入电压

VIC

-

0

-

VCC-1.5

V

静态电流

ICCQ

RL=∞

-

0.6

1.0

mA

RL=∞,Vcc=30V

-

0.8

2.5

mA

电压增益

AV

VCC=15V,RL＞15kΩ

-

200

-

V/mV

灌电流

lsink

Vi（-）＞1V,Vi（+）=0V,Vo（p）＜1.5V

6

16

-

mA

输出漏电流

IOLE

Vi（-）=0V,Vi（+）=1V,VO=5V

-

0.1

-

nA

应用说明:

     LM393是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则 很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量（滞回1.0~10mV）能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要.

 比较器的所有没有用的引脚必须接地.

 LM393偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围2.0~30V无关.

 通常电源不需要加旁路电容。

 差分输入电压可以大于Vcc并不损坏器件.保护部分必须能阻止输入电压向负端超过-0.3V.

 LM393的输出部分是集电极开路,发射极接地的NPN输出晶体管,可以用多集电极输出提供或ORing功能.

输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上,不受Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路（当不用负载电阻没被运用）,输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的β值所限制.当达到极限电流（16mA）时,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升.输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm的γSAT限制。

当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压（约1.0mV）允许 输出箝位在零电平。

第二部分：

LM339

LM339是四电压比较器集成电路。

该电路的特点如下：

工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：

2～36V，双电源：

±1～±18V；

消耗电流小，Icc=1.3mA；

输入失调电压小，VIO=±2mV；

共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；

输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；

输出可以用开路集电极连接“或”门；

采用双列直插14脚塑料封装（DIP14）和微形的双列14脚塑料封装（SOP14）

                                               内部结构图

使用说明:

LM393/339是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量（滞回1.0~10mV）能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要.

比较器的所有没有用的引脚必须接地.

LM393/339偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围2.0~30V无关.

通常电源不需要加旁路电容。

差分输入电压可以大于Vcc并不损坏器件.保护部分必须能阻止输入电压向负端超过-0.3V.

LM393/339的输出部分是集电极开路,发射极接地的NPN输出晶体管,可以用多集电极输出提供或ORing功能.输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上,不受Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路（当不用负载电阻没被运用）,输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的β值所限制.当达到极限电流（16mA）时,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升.输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm的γSAT限制。

当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压（约1.0mV）允许输出箝位在零电平。

第三部分：

LM339/LM393系列典型应用电路图：

基本的比较器电路操纵CMOS电路

操纵TTL电路低频运算放大器电路

低频运算放大器电路传感器放大器电路

低频率运算放大器偏置电路零交检测器（单电源）

上下限电压比较检测电路晶体振荡器电路

零交叉检测器

下面是LM393与LM339在电动机过流保护电路中的典型设计：

下面再展示LM339/LM393系列在美的MC-PSY18D上的典型应用，应用图纸如下所示：