运算放大器和比较器的区别有哪些？各自的作用是什么？

运算放大器和比较器是两种不同的电子元器件，但是有不少人都不清楚它们二者之间的区别，甚至有人偶尔会把运算放大器当比较器使用，本文将给大家详细介绍这两种元器件，帮助大家了解它们二者的区别。首先来看看它们的基本概念：

一、运算放大器

运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。

它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。 由于早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，故得名运算放大器。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当中。

第一个使用真空管设计的放大器大约在1930年前后完成，这个放大器可以执行加与减的工作。

运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计，当前则多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。

二、比较器

比较器是通过比较两个输入端的电流或电压的大小，在输出端输出不同电压结果的电子元件，比较器常被用于模数转换电路中。

运算放大器在不加负反馈时从原理上讲可以用作比较器，但由于运算放大器的开环增益非常高，它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且，一般情况下，运算放大器的延迟时间较长，无法满足实际需求。比较器经过调节可以提供极小的时间延迟，但其频响特性会受到一定限制。为避免输出振荡，许多比较器还带有内部滞回电路。比较器的阈值是固定的，有的只有一个阈值，有的具有两个阈值。

比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。从这一角度来看，也可以将比较器当作一个1位模/数转换器。

比较器两个输入端之间的电压在过零时输出状态将发生改变，由于输入端常常叠加有很小的波动电压，这些波动所产生的差模电压会导致比较器输出发生连续变化，为避免输出振荡，新型比较器通常具有几mV的滞回电压。滞回电压的存在使比较器的切换点变为两个：一个用于检测上升电压，一个用电压门限之差等于滞回电压，滞回比较器的失调电压是TRIP 和VTRIP-的平均值。不带滞回的比较器的输入电压切换点为输入失调电压，而不是理想比较器的零电压。失调电压一般随温度、电源电压的变化而变化。通常用电源抑制比表示电源电压变化对换调电压的影响。

三、运算放大器和比较器的区别

运放和电压比较器的本质区别

放大器与比较器的主要区别是闭环特性

放大器大都工作在闭环状态，所以要求闭环后不能自激，而比较器大都工作在开环状态更追求速度，对于频率比较低的情况放大器完全可以代替比较器，反过来比较器大部分情况不能当作放大器使用。

因为比较器为了提高速度进行优化，这种优化却减小了闭环稳定的范围，而运放专为闭环稳定范围进行优化，故降低了速度，所以相同价位档次的比较器和放大器最好是各司其责。如同放大器可以用作比较器一样，也不能排除比较器也可以用作放大器，但是你为了让它闭环稳定所付出的代价可能超过加一个放大器。

换言之，看一个运放是当作比较器还是放大器就是看电路的负反馈深度，所以，浅闭环的比较器有可能工作在放大器状态并不自激，但是一定要作大量的试验，以保证在产品的所有工作状态下都稳定，这时候你就要成本/风险仔细核算一下了。

运算放大器和比较器如出一辙，简单的讲，比较器就是运放的开环应用，但比较器的设计是针对电压门限比较而用的，要求的比较门限精确，比较后的输出边沿上升或下降时间要短，输出符合TTL/CMOS 电平/或OC 等，不要求中间环节的准确度，同时驱动能力也不一样。一般情况：用运放做比较器，多数达不到满幅输出，或比较后的边沿时间过长，因此设计中少用运放做比较器为佳。

运放和比较器的区别

比较器和运放虽然在电路图上符号相同，但这两种器件确有非常大的区别，一般不可以互换，区别如下：

1、比较器的翻转速度快，大约在ns 数量级，而运放翻转速度一般为us 数量级（特殊的高速运放除外）。

2、运放可以接入负反馈电路，而比较器则不能使用负反馈，虽然比较器也有同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的主要原因。

3、运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。而多数比较器输出级为集电极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。

比较器（LM339和LM393）输出是集电极开路结构，需要上拉电阻才能有对外输出电流的能力，而运放输出级是推挽的结构，有对称的拉电流和灌电流能力。另外比较器为了加快响应速度，中间级很少，也没有内部的频率补偿，运放则针对线性区工作的需要加入了补偿电路，所以比较器（LM339 和LM393）不适合作运放用。

运放在开关电源中主要用于反馈电路、过流保护的采样放大等等。

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