オペアンプとコンパレータは外観や回路図記号が似ているため、ロゴを磨いてしまうと区別がつきにくくなります。さらに、一部のアプリケーションではオペアンプが多くの回路でコンパレータとして使用されるため、多くの初心者がオペアンプとコンパレータを混同することがよくあります。この記事では、これらの違いについて説明します。 

図 1 オペアンプのピンの概略図

オペアンプとコンパレータの機能は次のとおりです。

オペアンプは信号調整用のアナログ チップです。たとえば、信号を増幅、フィルタリング、加算します。

コンパレータは、アナログ電圧信号と基準電圧を比較する回路です。

オペアンプは負帰還システムで使用されますが、コンパレータは一般にオープンループシステムで使用されます。正のフィードバックを導入してヒステリシス コンパレータを設計することもできます。

a)  オペアンプの反応速度はスルーレートに関係します。ステップ信号が入力されると、オペアンプは一定の速度で動作し、コンパレータは即座に反転します。
b) 一部の高電圧オペアンプおよびバイポーラ (三極管) プロセス オペアンプには、2 つの入力ピン間に双方向クランプ ダイオードがあります (図 XNUMX を参照)。 コンパレータには双方向クランプのダイオードがないので、入力差動モード信号がコンパレータに与える影響は小さくなります。 したがって、オペアンプをコンパレータとして使用する場合、オペアンプの焼損を避けるために電流制限抵抗が必要かどうかを判断する必要があります。
C) オペアンプは一般に帯域幅とスルーレートによってフリッピング速度を測定しますが、コンパレータは速度を表すためにT PHL、T PLH、T fall、treseを使用します。 コンパレータの速度を計算する簡単な方法は次のとおりです。

d) コンパレータの出力は、2 つの入力端子の電位を特徴付けることができます。 現在、市場にあるほとんどのコンパレータの出力は TTL および CMOS レベルと互換性があり、コンパレータの出力は常に正または負の電源レールのいずれかになります。 ただし、オペアンプの出力はアナログ信号です。現在、低電圧 CMOS オペアンプは一般的にレールツーレール出力を実現できます。
E) オペアンプの出力が過負荷になると、回復に長い時間がかかります。 また、コンパレータの過負荷からの回復時間は非常に短いです。
F) 一部のオペアンプの入力同相電圧範囲には、正の電源レールが含まれていません。 多くのコンパレータ入力は正の電源レールにサポートされています。
G) オペアンプはコンパレータとして使用できますが (一部の低速フリップ状況では)、コンパレータをオペアンプとして使用することはできません。

図2 オペアンプ内部入力保護回路

まとめると、オペアンプとコンパレータの違いは動作領域が異なることであり、オペアンプは一般に線形領域（閉ループ）で動作します。 線形リージョナルオペアンプの入力電圧と出力電圧は一定の比例関係にあり、これを増幅に使用できます。

コンパレータは非線形領域 (開ループ) で動作します。つまり、この領域では、コンパレータの入力と出力が互いに比例しなくなるため、増幅は行われません。 この段階では出力は「ハイレベル」と「ローレベル」の２状態のみであり、数字で表すと「１」と「０」の概念となります。 一般に汎用アンプには直線性と非直線性の2つの領域がありますが、コンパレータには非直線性の領域が1つだけあります。簡単にまとめると、速度要件が高くない場合、アンプはコンパレータとして使用できますが (同相入力電圧範囲に注意してください)、コンパレータはアンプとしては使用できません。

内部回路構成が異なり、オペアンプの出力段はプッシュプル回路構成が一般的です。 ただし、一部のコンパレータの出力段はオープン ドレインまたはオープン ソース アーキテクチャであり、後続のデジタル回路の電圧と一致させるためにプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗が必要です。

追加オープンドレイン出力とプッシュプル出力の構造比較;

表1 オープンドレイン出力とプッシュプル出力の比較

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