比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。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。

电压比较器的工作原理

它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。接到正，就是电压比较器。接到负，就成放大器了。

电压比较器它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。

电压比较器简单理解为：运放工作于非线性工作状态，假如基准电压在负端输入，输入的电压在正端输入的话，比较电压高于基准电压，运放就输出高电平（接近于运放的工作电源电压），输入的电压在正端输入的话，比较电压低于基准电压，运放就输出低电平。（接近于地），基准电压加在正端，比较电压加在负端也可以的，输出刚好相反。总之，就是正端电压高，就输出高电平，负端电压高，就输出低电平。有的还加正反馈电阻，接成具有迟滞功能的比较器。

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）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。

2）比较器输出是集电极开路(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.所以比较器不适合作运放用。

比较器典型应用电路

这里举两个简单的比较器电路为例来说明其应用：

散热风扇自动控制电路

一些大功率器件或模块在工作时会产生较多热量使温度升高，一般采用散热片并用风扇来冷却以保证正常工作。这里介绍一种极简单的温度控制电路，如图7所示。负 温度系数（NTC）热敏电阻RT粘贴在散热片上检测功率器件的温度（散热片上的温度要比器件的温度略低一些），当5V电压加在RT及R1电阻上时，在A点 有一个电压VA。当散热片上的温度上升时，则热敏电阻RT的阻值下降，使VA上升。RT的温度特性如图8所示。它的电阻与温度变化曲线虽然线性度并不好， 但是它是单值函数（即温度一定时，其阻值也是一定的单值）。如果我们设定在80℃时应接通散热风扇，这80℃即设定的阈值温度TTH，在特性曲线上可找到 在80℃时对应的RT的阻值。R1的阻值是不变的（它安装在电路板上，在环境温度变化不大时可认为R1值不变），则可以计算出在80℃时的VA值。

与RP组成分压器，当5V电源电压是稳定电压时（电压稳定性较好），调节RP可以改变VB的电压（电位器中心头的电压值）。VB值为比较器设定的阈值电压，称为VTH。

设计时希望散热片上的温度一旦超过80℃时接通散热风扇实现散热，则VTH的值应等于80℃时的K值。一旦VA》VTH，则比较器输出低电平，继电器 K吸合，散热风扇（直流电机）得电工作，使大功率器件降温。VA、VTH电压变化及比较器输出电压Vout的特性如图9所示。这里要说清楚的是在VA开始 大于VTH时，风扇工作，但散热体有较大的热量，要经过一定时问才能把温度降到80℃以下。

要改变阈值温度TTH十分方便，只要相应地改变VTH值即可。VTH值增大，TTH增大；反之亦然，调整十分方便。只要RT确定，RT的温度特性确定，则R1、R2、RP可方便求出（设流过RT、R1及R2、RP的电流各为0.1～0.5mA）。

窗口比较器

窗口比较器常用两个比较器组成（双比较器），它有两个阈值电压VTHH（高阈值电压）及VTHL（低阈值电压），与VTHH及VTHL比较的电压VA输入两 个比较器。若VTHL≤VA≤VTHH，Vout输出高电平；若VA《VTHL，VA》VTHH，则Vout输出低电平，一个冰箱报警器电路。冰箱正常工作温度设为0～5℃，（0℃到5℃是一个“窗口”），在此温度范围时比较器输出高电平（表示温度正常）；若冰箱温度 低于0V或高于5℃，则比较器输出低电平，此低电平信号电压输入微控制器（μC）作报警信号。

温度传感器采用NTC热敏电阻RT，已知RT在0℃时阻值为333.1kΩ；5℃时阻值为258.3kΩ，则按1.5V工作电压及流过R1、RT的电流约 1.5 uA，可求出R1的值。R1的值确定后，可计算出0℃时的VA值为0.5V（按图10中R1=665kΩ时），5℃时的VA值为0.42V，则 VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。若设R2=665kΩ，可求出流过R2、R3、R4电阻的电流I=（1.5V- 0.5V）/665kΩ=0.0015mA，按R4×I/=0.42V，可求出R4=280kΩ再按0.5V=（R3+R4）0.0015mA， 则可求出R3=53.3kΩ。