LM393双电压比较器详解：工作原理与应用技巧

LM393是一款双电压比较器集成电路。其输出负载电阻可以连接至电源电压范围内的任何电压值，而不受限于Vcc端的电压。该输出既可以用作简单的SPS开路至地配置（即不使用负载电阻时），也可以作为电流吸收器，但其电流吸收能力受到内部驱动器和器件β值的限制。一旦输出电流达到最大值16mA，输出晶体管将会关闭，导致输出电压迅速升高。

LM393的主要功能

输出负载电阻可在允许的电源电压范围内接任意电源电压，不受Vcc端电压值的限制。输出部分的陷波电流受可能的驱动和器件的β值限制。当达到极限电流（16mA）时，输出晶体管将退出，输出电压迅速上升。输出饱和电压受输出晶体管约60欧姆的γSAT限制。当负载电流很小的时候，输出晶体管的低失调电压（约1.0mV）可使 输出钳位在零电平。

LM393工作原理

LM393为电压比较器，当接收到光时，使R-Light端所接的光敏二极管的电阻值 发生变化，转变为电压信号传送至电压比较器的同相输入端INB+。将变化后的电压信号与电压比较器的反相端INA-的参考电压进行比较。当同相端INB+的电压大于反相端INA-的电压时，电压比较器的输出端OUT输出高电平电压。当同相端INB+的电压小于反相端INA-的电压时，电压比较器的输出端OUT输出低电平电压，此时Light LED亮。

当无光照时，光敏二极管的阻值很大，电阻R23与光敏二极管组成的分压器电压升高，使得同相端INB+电压大于反相端INA-电压，电压比较器的输出端OUT输出高电平电压，此时Light LED熄灭。当有光照时，光敏二极管的阻值很小，电阻R23与光敏二极管组成的分压器电压下降，使得同相端INB+电压低于反相端INB-电压，电压比较器的输出端OUT输出低电平电压，此时Light LED亮。

接在反相端INA-端的电位器VR2，用于调整此端电位电压，此电压为电压比较器输入的阈值翻转电压，用于调整感光灵敏度。

LM393 应用说明

LM393是一种高增益、宽带器件，和大多数比较器一样，如果在输出端和输入端之间有寄生电容产生耦合，就容易产生振荡。这种现象只出现在比较器改变状态时输出电压跳变的间隙中。电源和旁路滤波都不能解决这个问题。标准PC板的设计有助于减少输入输出寄生电容耦合。将输入电阻减小到10K以下会降低反馈信号，而增加即使很小的正反馈（滞后1.0~10mV）也会引起快速开关，不会因寄生电容而产生振荡。除非使用滞后，否则直接插入IC并在引脚上添加电阻将导致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，则滞后就不需要了。

比较器所有未使用的引脚必须接地。

LM393偏置网络建立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而不会损坏器件。保护部分必须能够防止输入电压超过负端的-0.3V。

LM393的输出部分是一个集电极开路、发射极接地的NPN输出晶体管，可提供多集电极输出或OR-ing功能。输出负载电阻可接在允许的电源电压范围内的任意电源电压而不受Vcc端电压值的限制。此输出可作为一个简单的SPS开路到地（不使用负载电阻时），输出部分的电流吸收器受可能的驱动器和器件的β值限制。当达到极限电流（16mA）时，输出晶体管将退出，输出电压将快速上升。输出饱和电压受输出晶体管约60欧姆的γSAT限制。当负载电流很小的时候，输出晶体管的低失调电压（约1.0mV）可使输出被钳位在零电平。