運(yùn)算放大器和比較器無論是外觀還是原理圖符號都差不多，如果把它上邊的標(biāo)識打磨掉的話很難區(qū)分開二者。加之很多電路中會出現(xiàn)將運(yùn)放用作比較器的應(yīng)用，以至于有很多初學(xué)者經(jīng)常會將運(yùn)算放大器和比較器兩者混淆，本文分享一下它們的區(qū)別。

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圖1 運(yùn)放管腳示意圖

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運(yùn)算放大器和比較器不同之處

運(yùn)放和比較器的功能表述如下：

運(yùn)算放大器，是一種用于信號調(diào)理的模擬芯片。比如對信號作放大，濾波，求和等。

比較器則是將一個(gè)模擬電壓信號與一個(gè)基準(zhǔn)電壓作比較的電路。

運(yùn)放是用于負(fù)反饋系統(tǒng)，而比較器一般是用于開環(huán)系統(tǒng)，也可引入正反饋設(shè)計(jì)成遲滯比較器。

a)??運(yùn)放的反應(yīng)速度與壓擺率相關(guān)，在輸入一個(gè)階躍信號時(shí)，運(yùn)放以一定的速度建立，而比較器則是馬上發(fā)生翻轉(zhuǎn)。

b) 一些高壓的運(yùn)放，以及Bipolar(三極管) 工藝的運(yùn)放，兩個(gè)輸入引腳之間會存在雙向鉗位二極管（見圖2）。比較器沒有雙向鉗位的二極管，輸入差模信號大了對比較器的影響也較小。所以把運(yùn)放當(dāng)比較器來用，要判斷是否需要加限流電阻，以免燒掉運(yùn)放。

c) 運(yùn)放一般由帶寬，壓擺率衡量其翻轉(zhuǎn)速度，而比較器則用T PHL，T PLH，T fall，T rise，來表示速度。一個(gè)簡單的計(jì)算比較器速度方法是：

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d) 比較器的輸出可以表征兩個(gè)輸入端的電位高低。現(xiàn)在市面上大部分比較器的輸出都可以兼容TTL和CMOS電平，比較器的輸出始終為正負(fù)電源軌之一。但是運(yùn)算放大器的輸出是模擬信號，目前低壓CMOS型的運(yùn)放一般都能做到軌到軌輸出。

e) 運(yùn)放輸出過載后，需要比較長的恢復(fù)時(shí)間；而比較器的過載恢復(fù)時(shí)間非常短。

f) 有些運(yùn)放的輸入共模電壓范圍，不包含正電源軌；許多比較器的輸入是支持到正電源軌的。

g) 運(yùn)放可以當(dāng)比較器使用（在一些低速翻轉(zhuǎn)場合可以），而比較器不能當(dāng)運(yùn)放使用。

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圖2 ?運(yùn)放內(nèi)部輸入保護(hù)電路

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綜上所述，運(yùn)放與比較器的不同之處是所處的工作區(qū)域不一樣，運(yùn)算放大器一般都工作在線性區(qū)域（閉環(huán)）。在線性區(qū)域運(yùn)放的輸入電壓與輸出電壓呈一定比例關(guān)系，可做放大功能。

比較器工作在非線性區(qū)域（開環(huán)），即在這個(gè)區(qū)域比較器的輸入與輸出不再成比例輸出，這時(shí)也就沒有放大作用了。在這個(gè)階段它的輸出只有兩個(gè)狀態(tài)，那就是“高電平”和“低電平”狀態(tài)，如果用數(shù)字表示的話就是“1”和“0”的概念。在一般的通用放大器中都會有線性和非線性這兩個(gè)區(qū)域，而在比較器中只有非線性這一個(gè)區(qū)域，簡單來概括，放大器在對速度要求不高的場景下可以用作比較器（需注意共模輸入電壓范圍），但比較器不能夠當(dāng)作放大器來用。

二者內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)不同，運(yùn)算放大器的輸出級一般是推挽電路架構(gòu)。而部分比較器的輸出級是漏極開路或者源極開路架構(gòu)，需要上拉電阻或者下拉電阻與后級數(shù)字電路電壓匹配。

另附開漏輸出與推挽輸出結(jié)構(gòu)的對比：

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表1 ?開漏輸出與推挽輸出對比