运算放大器和比较器的区别

运算放大器和比较器无论外观或图纸符号都差不多，那么它们究竟有什么区别？

首先了解一下两者的内部区别，如下图：

运算放大器采用双晶体管推挽输出，而比较器只用一只晶体管，集电极连到输出端，发射极接地。比较器需要外接一个从正电源端到输出端的上拉电阻，该上拉电阻相当于晶体管的集电极电阻。运放和电压比较器的本质区别

(1)电路结构

比较器(LM339和LM393)输出是集电极开路(OC)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。

(2)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（要主意输出电平），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，这时候就要成本/风险仔细核算一下了。

(3)准确度

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。

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)。

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。

比较器：内部一般为集电极开路结构，所以输出时需要加上拉电阻，输出电平幅值取决与上拉所接的逻辑电平大小，一般与数字电路相连。常用于比较电压输出高低电平来作为继电器的驱动信号。

运放：内部一般采用推挽双极性输出结构。在实际使用中，一般通过搭建反馈回路来实现各种运算功能，常用于信号放大、电压跟随、电压反相、加法器及减法器等等。

差异点

比较器：

1、输入为模拟量，输出为数字量，常常用于模拟电路与数字电路的信号转换。

2、反应速度上，比较器反应速度的量级为ns，所以在实际应用中不能直接使用，一般可该进成迟滞比较器或者窗口比较器使用。

3、比较器内部无反馈回路，结构简单。

运放：

1、输入为模拟量，输出也为模拟量。一般用于模拟电路里。

2、反应速度上，运放反应速度的量级为us。

3、运放内部有相位补偿电路，所以运放工作比比较器稳定。

常见问题及解答

1、比较器可以和运放交换使用吗？

答：一般情况下不能交换使用，但是在不需要反馈的低配置电路中可以使用运放代替比较器。

但是在反馈回路中不能用比较器替代运放。

总结

1、比较器内部无反馈，运放内部有反馈补偿

2、一般情况下运放与比较器不能交换使用