03.18 IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器

LM339是現在常用的一款低功耗四電壓比較器,其在電子電路中的用途很廣,譬如:可以用來檢測電路中兩點間的電壓高低(如檢測電池電壓的大小),可以對各種波形進行整形(將各種波形變成矩形波),可以作為簡單的模數轉換器。下面我們就詳細介紹一下四電壓比較器LM339的基本應用。

一、LM339的主要電參數及引腳功能

LM339是美國國家半導體公司生產的一款低功耗四電壓比較器,一塊LM339內部含有四個相同的電壓比較器,其在單電源和雙電源下都可以正常工作。LM339的主要電參數:①該IC的工作電壓範圍很寬,單電源為2~36V,雙電源為±1~±18V。②靜態電流最大為2mA。③輸入失調電壓典型值為1mV。④輸出採用集電極開路輸出,便於與TTL、CMOS等數字電路接口。
IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器

LM339四電壓比較器的引腳功能。
IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器
LM339內部單個比較器的電路圖。

從上圖可見,T8為該比較器輸出級的三極管,其採用集電極開路輸出,可以方便地與各種數字電路接口。
IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器​▲ DIP-14封裝的LM339。

LM339常見的有兩種封裝,即DIP-14腳封裝和SOP-14封裝。

二、LM339輸出端上拉電阻的選擇

IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器​▲ LM339外接的上拉電阻。

由於LM339輸出級為集電極開路輸出(其輸出級就是一個三極管的集電極),故在使用時一般需要在其輸出端與電源正極之間外接一個上拉電阻。該電阻的大小與後級電路有關,若電路的工作頻率較高(如對高頻信號整形),該上拉電阻一般取1~10KΩ。對於低功耗應用,為了節省耗電,這個上拉電阻可取數十KΩ以上的電阻。LM339內部輸出級的三極管能承受16mA(典型值)的灌電流,可以直接驅動小電流的LED燈珠。

三、LM339在電子電路中的基本應用

LM339的基本應用就是在電子電路中作為電壓比較器用於比較電路中兩點間電壓的高低。

1、反相電壓比較器

IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器 LM339構成的反相電壓比較器。​

上圖為LM339構成的反相電壓比較器。其工作電壓為5V,圖中的1N4723為穩壓管,其穩壓值為2V,在這裡為LM339的同相輸入端7腳提供一個穩定的參考電壓。在LM339反相輸入端6腳的電壓小於其7腳的參考電壓(2V)時,LM339的輸出端1腳輸出為高電平(此時其內部輸出級的三極管是截止的),LED指示燈不亮;當LM339反相輸入端6腳的電壓高於其7腳電壓時,LM339內部輸出級的三極管飽和導通,其輸出端1腳變為低電平,LED點亮。改變電路中的參考電壓,可以使這個電壓比較器在不同的電壓下動作。這個電路可以監測電瓶的充電電壓,作為電瓶充電指示燈,當電瓶充滿電時,LED點亮。

2、同相電壓比較器
IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器​▲ LM339構成的同相電壓比較器。

同相電壓比較器如上圖所示。該電路的參考電壓接在LM339的反相輸入端6腳,輸入電壓由同相輸入端7腳輸入。在LM339的7腳電壓小於6腳的參考電壓時,1腳輸出為低電平,LED點亮;當7腳電壓高於6腳電壓時,1腳輸出變為高電平,LED熄滅。這個電路可以用於監測電瓶的放電電壓,當電瓶電壓較高時,LED不亮,電瓶電壓下降到某一值時,LED點亮,告知電瓶需要充電。

3、LM339構成的光控開關
IC應用入門——學會使用LM339四電壓比較器​▲ LM339構成的光控開關。

光控開關電路如上圖所示。白天光敏電阻阻值很小,LM339的6腳電壓小於7腳的參考電壓(2.5V),其輸出端1腳為高電平,三極管VT截止,繼電器不工作。晚上光敏電阻阻值變得很大,導致LM339的6腳電壓高壓7腳的參考電壓電壓,輸出端1腳輸出變為低電平,VT導通,繼電器得電,其常開觸點閉合,接通照明燈電源。





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