Onsemi LM393系列双电压比较器：设计与应用全解析

在电子设计领域，电压比较器是一种常见且关键的基础元件，广泛应用于消费、汽车和工业电子等多个领域。今天，我们就来深入探讨Onsemi公司的LM393系列双电压比较器，了解它的特性、参数以及应用场景。

文件下载：LM393-D.PDF

一、LM393系列简介

LM393系列包括LM393、LM393E、LM293、LM2903、LM2903E、LM2903V和NCV2903等型号，是双独立精密电压比较器，能够支持单电源或双电源工作。其显著特点是在单电源工作时，允许共模范围达到地电平，输入失调电压低至2.0mV，这使得它在众多应用中成为出色的选择。

由于网络问题，暂时无法为你搜索Onsemi LM393系列双电压比较器的特点的相关内容，不过我们可以根据文档继续分析。

二、主要特性

1. 电源范围

• 单电源范围：宽达2.0Vdc至36Vdc，能适应多种不同的电源环境，为设计提供了更大的灵活性。
• 双电源范围：±1.0Vdc至±18Vdc，满足不同电路对电源的需求。

2. 低功耗特性

• 低电流消耗：电流消耗极低，仅0.4mA，且与电源电压无关，有助于降低系统功耗，延长电池续航时间。
• 低输入偏置电流：输入偏置电流仅25nA，低输入失调电流为5.0nA，能有效减少误差，提高比较器的精度。

3. 输入输出特性

• 输入共模范围：输入共模范围可达地电平，且差分输入电压范围等于电源电压，增强了比较器的适应性。
• 输出兼容性：输出电压与DTL、ECL、TTL、MOS和CMOS逻辑电平兼容，方便与其他数字电路集成。

4. 可靠性

• ESD保护：输入上的ESD钳位增加了器件的坚固性，同时不影响性能，提高了器件在复杂电磁环境下的可靠性。
• 环保特性：这些器件无铅、无卤素/BFR，符合RoHS标准，响应了环保要求。

三、电气参数

1. 最大额定值

额定参数	符号	值	单位
电源电压	VCC	+36或+18	V
输入差分电压	VIDR	36	V
输入共模电压范围	Vick	-0.3至+36	V
输出电压	Vo	36	V
输出短路到地电流	Isc、ISink	连续20	mA
功率耗散（TA = 25°C）	PD	570	mW
功率耗散降额（25°C以上）	1/RUA	5.7	mW/°C
工作环境温度范围	TA	不同型号有所不同，如-25至+85°C等	°C
最大工作结温	TJ(max)	150	°C
存储温度范围	Tstg	-65至+150	°C

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。例如，输出短路到VCC可能会导致过度发热甚至器件损坏。

2. 电气特性

在VCC = 5.0Vdc，Tlow ≤ TA ≤ Thigh的条件下，不同型号的LM393系列比较器在输入失调电压、输入偏置电流、电压增益等方面有不同的参数表现。以输入失调电压为例，在TA = 25°C时，LM293、LM393、LM393E的典型值为±1.0mV，最大值为±5.0mV；而LM2903/E/V、NCV2903的典型值为±2.0mV，最大值为±7.0mV。这些参数会随着温度的变化而有所波动，在实际设计中需要充分考虑。

四、应用信息

1. 振荡问题及解决方法

由于该系列双比较器具有高增益、宽带宽特性，在输出瞬变期间，如果输出通过杂散电容与输入电容耦合，可能会导致器件产生振荡。为了减少振荡风险，应避免输出和负输入走线平行，或者在它们之间放置VCC或GND走线以减少耦合。同时，尽量降低输入电阻并将其靠近器件放置。

2. 典型应用电路

• 过零检测器：可用于检测信号的过零时刻，在单电源和双电源应用中都有相应的电路设计。例如，在单电源过零检测器中，D1可防止输入电压负向超过0.6V，同时满足R1 + R2 = R3，R3 ≤ R5/10以减少过零误差。
• 自由运行方波振荡器：能产生稳定的方波信号，为电路提供时钟信号或其他周期性信号。
• 时间延迟发生器：可实现特定的时间延迟功能，满足不同的时序要求。
• 带滞回比较器：通过添加正反馈（<10mV），可以提高比较器的抗干扰能力，避免输出在阈值附近频繁跳变。

五、封装与订购信息

1. 封装形式

该系列比较器有PDIP - 8、SOIC - 8和Micro8等多种封装形式，不同封装适用于不同的应用场景和安装需求。例如，PDIP - 8封装适合插件式安装，而SOIC - 8和Micro8封装则更适合表面贴装，便于实现高密度电路板设计。

2. 订购信息

不同型号的LM393系列比较器在工作温度范围、封装和发货方式上有所不同。例如，LM293DG的工作温度范围为-25°C至+85°C，采用SOIC - 8（无铅）封装，每轨98个单位；而LM393EDR2G的工作温度范围为0°C至+70°C，同样采用SOIC - 8（无铅）封装，但以2500个为一盘带和卷轴发货。

Onsemi的LM393系列双电压比较器以其丰富的特性、良好的电气性能和多样的应用电路，为电子工程师在设计中提供了强大的支持。在实际应用中，我们需要根据具体的需求，合理选择型号和封装，同时注意避免振荡等问题，以确保电路的稳定运行。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。