LM393比較器工作原理+4種應用電路

　　一、LM393 是什么芯片？

　　LM393 是一種廣泛使用的電壓比較器 IC，提供 8 引腳 Dip、SO-8 和其他封裝。LM393包含兩個獨立的高精度比較器運算放大器，可由單電源或雙電源供電。

　　電源電壓范圍寬，可以用于多種應用。該芯片需要低工作電流，非常適合便攜式和電池供電設備，輸出驅動邏輯系統可以用在數字電路中。LM393的最大輸出電流為20mA，足以驅動晶體管和邏輯系統。

　　二、LM393 各引腳功能

　　LM393引腳圖

　　LM393各引腳功能

　　引腳1：輸出1，運算放大器 1 的輸出引腳

　　引腳2：反相輸入1，運算放大器 1 的反相輸入引腳

　　引腳3：正相輸入1，運算放大器 1 的同相輸入引腳

　　引腳4：GND，接地這是 IC 的接地引腳，需要連接到電源電壓的負（-）端子

　　引腳5：反相輸入2，運算放大器 2 的同相輸入引腳

　　引腳6：正相輸入 2，運算放大器 2 的反相輸入引腳

　　引腳7：輸出2，這是運算放大器 2 的輸出引腳

　　引腳8：虛擬控制中心這是 IC 的正極引腳，需要連接到電源電壓的正極（+）端子

　　三、LM393 比較器工作原理

　　LM393 的應用與LM311 比較器 IC非常相似，只是規格有點不同。LM311 經常被用來替換LM393。與所有電壓比較器一樣，LM393 也有一個反相引腳和一個同相引腳。如果非反相端（引腳 2）的電壓高于反相端（引腳 2），則輸出（引腳 7）也將為高，否則輸出將為低。

　　現在假設LM393由 +5V 電源電壓電路供電。在這種類型中，VCC+（引腳 8）連接到 +5V 電源電壓，VCC（引腳 4）接地以將其保持在 0V 電位。示例電路如下所示，其中反相端設置為 2.5V，非反相端電壓使用電位計進行變化。

　　動圖來源于components101

　　當引腳 2 的電壓高于引腳 7 時，輸出電壓保持高電平，反之亦然。

　　如果你想手動調整直流偏移電壓，運算放大器上的引腳 5 和 6 用于設置平衡電壓。通常不使用這些引腳，因為輸入偏移本身得到了更好的控制。不使用時，引腳 5 和 6 應如上所示短接。你還可以看到晶體管的集電極引腳（引腳 7）用于輸出，發射極引腳（引腳 1）接地，這種設計稱為“集電極輸出電路”。

　　四、LM393 比較器參數

　　單電源電壓 – 2V 至 36V，

　　差分 i/p 電壓 – 36V，

　　封裝 – DIP 和 SOIC 8 引腳，

　　漏極電流 - 0.4mA，

　　存儲溫度 – -65°C/W 至 150°C/W，

　　鉛溫 – 260°C，

　　功耗 – 660mW，

　　分離電源 – ±1V 至 ±18V，以及輸入失調電壓。

　　輸入偏置電流低，為 25nA

　　輸入失調電流低，為 5nA

　　差分輸入和電源電壓的范圍是等效的

　　輸出電壓非常適合 ECL、MOS、DTL、TTL 和 CMOS 邏輯電平

　　輸入端的靜電放電螺栓可在不影響其性能的情況下提高設備的粗糙度

　　五、LM393 電壓比較器電路圖

　　1、元器件清單

　　LM393集成電路

　　光敏電阻/光敏傳感器

　　33KΩ電阻

　　330Ω電阻

　　電位器（范圍從 1KΩ – 20KΩ）

　　負載

　　3節“AA”電池或直流電源

　　2、基于LM393 IC的比較器小夜燈電路

　　該電路采用光敏電阻控制分壓電路。當該電路吸收強光時，輸出設備將被關閉。當電路吸收黑暗時，輸出設備將被關閉。該電路基于電壓比較器原理工作。如果 IC 電壓的反相端高于同相端，則輸出設備激活。同樣，如果 IC 的反相端電壓低于同相端，則輸出設備停用。此處，該電路使用 LED 作為輸出設備。

　　該IC有兩個電源輸入，即Vcc和GND，其中Vcc是正電壓電源，最高可達36V，GND是電壓源的地線。電源通道可以用這兩個端子完成，并為該操作提供電源。

　　基于LM393 IC的比較器小夜燈電路

　　3、工作原理

　　IC 通電后，比較電壓值。如果反相端電壓高于同相端電壓，則運算放大器輸出將接地，電流將從正電源流向 GND。同樣，如果反相端的電壓低于同相端，則運算放大器輸出將保持在正電源電壓（Vcc），并且沒有電流流動，因為負載兩端沒有電勢差。

　　因此，當反相端的電壓很高時，負載將被打開。當反相端電壓低時，負載將被關閉。這里LED用作負載。使用LM393的小夜燈電路如上圖所示。該電路以LED作為負載，光敏電阻用于檢測光線。光敏電阻的阻值主要取決于照射到其表面的光線。當光敏電阻檢測到黑暗時，光敏電阻的阻值會變高，而當光敏電阻檢測到亮光時，其阻值會降低。

　　因此，如果我們使用光敏電阻和固定電阻連接分壓器電路，如果它檢測到黑暗，則光敏電阻將利用更多電壓，因為它在黑暗中的電阻較小。類似地，如果它檢測到明亮的光線，則光敏電阻將使用較少的電壓。

　　如果運放同相端的輸入是一個比較穩定的參考電壓，光敏電阻的電壓在黑暗中高于參考電壓，在光照下低于參考電壓，這里設計了一個比較器當有夜晚然后有光時，電路的作用不同。因此，LED 會在黑暗中點亮，在強光下熄滅。

　　六、LM393 IC 等效 IC

　　LM358、TL082、LM311、LM193、LM293、LM2903

　　七、LM393 應用電路實例

　　1、LM393 IC的暗傳感器開關電路

　　這里使用LM393 IC作為比較器，該電路使用 LDR 作為明暗傳感器。LDR 是一種光敏電阻器，當其表面的光量發生變化時，其電阻會發生變化。

　　此處使用的 20K 可變電阻用于校準電路以根據所需的光量打開負載。在電路的輸出端，SPDT 繼電器通過 2N3904 BJT 晶體管導出。你可以將任何負載/設備與電路中標有“負載”的點串聯。該電路的工作電壓為 5V，但你可以在 2V 至 36V DC 的任何電壓下工作。

　　繼電器開關應根據工作電壓使用，例如，如果使用 5V 操作電路，則使用 5V 至 6V 繼電器，如果想以更高電壓操作它，則根據該電壓使用繼電器開關。繼電器開關可用于不同電壓，如 3V、5V、6V、9V、12V 等。