【干货】运算放大器和比较器的区别对比，终于搞懂了！

运算放大器简称为运放，输出信号是输入信号经过一系列的数学运算（加法、减法、微分、积分等）的结果，因此称作为运算放大器。比较器是运放的一类，比较器是通过同相输入端和反向输入端之间的电压，输出一个高电平或者低电平，经常应用在电源芯片的内部结构中。

运算放大器的工作原理

运算放大器是一种放大器件，可以把放大器看作一个黑匣子，由两个输入端（同相输入端和反相输入端），一个输出端子构成，见图一。

图一

 

图二是同相端输入，当VP电平上升时，VO的电平上升，当VP电平下降时，VO的电平下降，图三中输入信号是从反相输入端进入，输出信号随着输入信号的升高而降低，降低而升高。

图二

 

图三

 

运算放大器（线性工作状态）的特点

输入阻抗无限大：也就是常说的“虚断”，指的是同相输入端和反相的输入电流为0，见图四：

图四

 

输出阻抗趋近于零：放大器的输出电压恒为一个稳定值。

无限大的共模抑制比：运算放大器的V+和V-的两端电压差趋近于零，也就是常说的“虚短”，运算放大器的V+等于V-。

 

比较器的工作原理

把两个模拟的电压信号进行比较，输出一个逻辑电平（一个高电平或者低电平）。比较器通常由一个差动放大器组成，该放大器有两个输入端（同相输入端和反相输入端）和一个输出端。当同相输入端的电压大于反相输入端时，输出电压为高电平；当反相输入端的电压高于同相输入端时，输出电压为低电平。当两个输入端的电压相等时，输出电压可能输出处于不确定状态。

比较器在芯片手册中的应用实例：

如德州仪器的降压型DCDC电源芯片：TPS61040DBVR，内部结构见图五，图五中圈出来的部分应用到比较器。

图五

 

比较器和运算放大器的区别

运算放大器和比较器的电路符号一样，但是这两个器件存在以下区别，不能相互调换。

1、比较器的反转速度在ns数量级别，一般的运算放大器的的反转速度是us级别。

2、运算放大器可以接入反馈电路，比较器的输出不能接入反馈电路，比较器和运放一样有同相输入端和反相输入端，但是内部没有相位补偿，如果输出接入了负反馈，电路就不能处在稳定的工作状态，这也是比较器比运放的速度快的原因之一。

 

比较器和运算放大器的应用场景

1、比较器工作的场合一般会给定一个参考电平，针对电压门限、比较门限准确、输出边沿上下降时间短的情况。

2、运算放大器运用在过流半壶电路、反馈电路等中。