컴퓨팅 증폭기와 비교기의 차이점은 무엇입니까

연산증폭기와 비교기는 외관이나 회로도 기호가 유사하므로 로고를 다듬으면 구별이 어렵습니다. 또한 일부 응용 분야에서는 연산 증폭기가 많은 회로에서 비교기로 사용되기 때문에 많은 초보자는 연산 증폭기를 비교기와 혼동하는 경우가 많습니다. 이 기사에서는 이러한 차이점을 공유합니다. 

그림 1 연산 증폭기 핀의 개략도

연산 증폭기와 비교기의 기능은 다음과 같습니다.

연산 증폭기는 신호 조절을 위한 아날로그 칩입니다. 예를 들어 신호를 증폭, 필터링 및 합산합니다.

비교기는 아날로그 전압 신호를 기준 전압과 비교하는 회로입니다.

연산 증폭기는 네거티브 피드백 시스템에 사용되는 반면 비교기는 일반적으로 개방 루프 시스템에 사용됩니다. 히스테리시스 비교기를 설계하기 위해 포지티브 피드백을 도입할 수도 있습니다.

a)  연산 증폭기의 반응 속도는 슬루율과 관련이 있습니다. 스텝 신호가 입력되면 연산 증폭기는 특정 속도로 설정되고 비교기는 즉시 반전됩니다.
b) 일부 고전압 연산 증폭기와 바이폴라(트라이오드) 프로세스 연산 증폭기는 두 입력 핀 사이에 양방향 클램핑 다이오드를 갖습니다(그림 2 참조). 비교기에는 양방향 클램핑 다이오드가 없으며, 입력 차동 모드 신호가 비교기에 미치는 영향이 작습니다. 따라서 연산 증폭기를 비교기로 사용할 경우 연산 증폭기 소손을 방지하기 위해 전류 제한 저항이 필요한지 여부를 판단해야 합니다.
C) 연산 증폭기는 일반적으로 대역폭과 슬루율로 플립핑 속도를 측정하는 반면, 비교기는 T PHL, T PLH, T fall, trese를 사용하여 속도를 표현합니다. 비교기 속도를 계산하는 간단한 방법은 다음과 같습니다.

d) 비교기의 출력은 두 입력 단자의 전위를 특성화할 수 있습니다. 현재 시중에서 판매되는 대부분의 비교기 출력은 TTL 및 CMOS 레벨과 호환 가능하며 비교기의 출력은 항상 양극 및 음극 전력 레일 중 하나입니다. 그러나 연산 증폭기의 출력은 아날로그 신호입니다. 현재 저전압 CMOS 연산 증폭기는 일반적으로 레일 투 레일 출력을 달성할 수 있습니다.
E) 연산 증폭기의 출력이 과부하된 후에는 복구 시간이 오래 걸립니다. 그리고 비교기의 과부하 복구 시간은 매우 짧습니다.
F) 일부 연산 증폭기의 입력 공통 모드 전압 범위에는 양극 전력 레일이 포함되지 않습니다. 많은 비교기 입력이 포지티브 전원 레일에 지원됩니다.
G) 연산 증폭기는 비교기로 사용할 수 있지만(일부 저속 플립 상황에서는) 비교기를 연산 증폭기로 사용할 수 없습니다.

그림 2 연산 증폭기 내부 입력 보호 회로

요약하면 연산 증폭기와 비교기의 차이점은 연산 영역이 다르며 연산 증폭기는 일반적으로 선형 영역(폐쇄 루프)에서 작동한다는 것입니다. 선형 지역 연산 증폭기의 입력 전압과 출력 전압은 특정 비례 관계를 가지며 증폭에 사용할 수 있습니다.

비교기는 비선형 영역(개방 루프)에서 작동합니다. 즉, 이 영역에서는 비교기의 입력과 출력이 더 이상 서로 비례하지 않으므로 증폭이 없습니다. 이 단계에서 출력에는 "높은 수준"과 "낮은 수준"이라는 두 가지 상태만 있으며 이는 숫자로 표현하면 "1"과 "0"의 개념입니다. 일반적으로 범용 증폭기에는 선형성과 비선형성 두 영역이 있지만 비교기에는 비선형성 영역이 하나만 있습니다. 간단히 요약하면, 속도 요구 사항이 높지 않을 때 증폭기를 비교기로 사용할 수 있지만(공통 모드 입력 전압 범위에 주의) 비교기는 증폭기로 사용할 수 없습니다.

내부 회로 구조가 다르며 연산 증폭기의 출력단은 일반적으로 푸시 풀 회로 구조입니다. 그러나 일부 비교기의 출력단은 오픈 드레인 또는 오픈 소스 아키텍처이므로 후속 디지털 회로의 전압과 일치하는 풀업 저항기 또는 풀다운 저항기가 필요합니다.

추가 오픈드레인 출력과 푸시풀 출력의 구조 비교

표 1 오픈 드레인 출력과 푸시풀 출력 비교

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