Описание характеристик микросхем LM393

При разработке электронных схем компараторы часто выполняют на базе операционных усилителей. Однако существуют и специализированные микросхемы, задачей которых является сравнение уровней двух сигналов. К этой категории относится сдвоенный компаратор LM393.

Особенности микросхемы LM393

Микросхема LM393 содержит в одном корпусе два независимых аналоговых компаратора. Вход выполнен на биполярных транзисторах, выход — с открытым коллектором.

Описание характеристик микросхем LM393
Внутренняя структура одного элемента микросхемы LM393

Достоинства микросхемы производители декларируют в datasheet в разделе Features:

  • широкий диапазон возможного питающего напряжения (как двуполярного, так и однополярного);
  • низкий ток, потребляемый вводами;
  • низкий входной ток смещения;
  • низкое входное напряжение смещения;
  • широкий диапазон входных напряжений (от уровня земли до напряжения питания);
  • совместимость с распространенными цифровыми уровнями (DTL, ECL, TTL, MOS и CMOS);
  • защита от статического электричества, не влияющая на характеристики микросхемы.

Достоинством является и низкое значение напряжения насыщения выходного транзистора.

В качестве плюсов заявляется доступность исполнений, не содержащих свинца.

Параметры компаратора

В таблице приведены предельные характеристики микросхемы. Эксплуатация в этих условиях производителями не предусматривается, при их достижении компаратор может выйти из строя.

Предельные параметры
ХарактеристикаЗначениеРазмерность
Напряжение питания (V+)36 или ±18вольт
Дифференциальное входное напряжение36вольт
Входное напряжение-0,3..36вольт
Ток выхода (втекающий) (Isink)20 (продолжит.)миллиампер
Ток короткого замыкания на общий проовд (Isc)20 (продолжит.)миллиампер
Предельная рассеиваемая мощность (Pd)570 (при Токр=25 град.С)милливатт
Эксплуатационные пределы температуры окружающей среды (Ta, Токр)0..+70град.С
Температура перехода (Tj)+125град.С
Температура хранения (Tstg)минус 65..+150град.С
Уровень статического электричества (Vesd) HBM1000вольт

При повышении температуры окружающей среды выше+25 град.С, предельная рассеиваемая мощность снижается на 5,7 милливатт на каждый градус превышения.

Электрические характеристики LM339 измерены при напряжении питания +5 VDC во всем диапазоне рабочих температур окружающей среды. Если условия были иными, это оговаривается в каждом случае.

Электрические характеристики
ПараметрЗначениеРазмерностьУсловия тестирования
Входное напряжение смещения (Vio)в пределах ±5вольтTa=+25 град.С
не более 9вольтво всем диапазоне Ta
Входной ток смещения (Ios)в пределах ±50наноамперTa=+25 град.С
в пределах ±500наноамперво всем диапазоне Ta
Ток, потребляемый входами (Iib)не более 250 (типовое значение 25)наноамперTa=+25 град.С
не более 400наноамперво всем диапазоне Ta
Диапазон входных напряжений (Vicr)Uпит-1,5вольтTa=+25 град.С
Uпит-2вольтво всем диапазоне Ta
Коэффициент усиления по напряжению (Avol)не менее 50

(типовое значение 200)

вольт на милливольт входного напряженияRнагрузки ≥ 15 кОм,

Vсс = 15 Vdc,

Tа = 25 град.С

Время отклика при большом сигнале300 (тип.)наносекундПри входном сигнал уровня TTL,

Uопорном = 1.4 VDC,

напряжении на выходе 5 VDC,

Rнагр = 5.1 кОм,

Ta = +25 град.С

Время отклика (Ttlh)1,3 (тип.)микросекундПри

напряжении на выходе 5 VDC,

Rнагр = 5.1 кОм,

Ta = +25 град.С

Максимальное напряжение между входами (Vid)Равно напряжению питаниявольт
Предельный выходной ток (Isink)не менее 6 (16 тип.)миллиамперUвходное ≥ 1.0 VDC, Vin+ = 0 Vdc,

Vo ≤ 1.5 VDC,

Ta = 25 град.С

Напряжение насыщения выхода (Vol)не более 400милливольтVin ≥ 1.0 VDC,

Vin+ = 0 VDC,

Vщ ≤ 1.5 VDC,

Ta = 25°C

не более 700милливольтво всем диапазоне Ta
Ток утечки выхода (Iol)0,1 (тип.)наноамперVin− = 0 V,

Vin+ ≥ 1.0 VDC,

Vo = 5.0 Vdc,

Ta = 25 град.С

в пределах 1000наноамперво всем диапазоне Ta
Потребляемый ток (Icc)не более 1миллиамперRнагр=∞,

Ta = +25 град.С

не более 4миллиамперRнагр=∞,

Uпит=30 В

Рекомендуемое напряжение питания (Vcc)2..30вольт

Корпус и цоколевка

Описание характеристик микросхем LM393
Наиболее популярные корпуса для LM393

Сдвоенный компаратор выпускается в нескольких вариантах корпусов с восемью выводами. Самые распространенные из них:

  1. Для монтажа through hole (в отверстия) — DIP-8 (PDIP-8, CDIP-8).
  2. Для поверхностного монтажа SOIC-8 или Micro 8.

В соответствии с типом корпуса микросхеме присваивается дополнительный буквенный индекс:

  • для DIP-8 — N (LM393N);
  • для SOIC-8 — D;
  • для Micro8 — DM.

Электрические характеристики LM339N, LM393D, LM393DM и других модификаций также в целом совпадают, однако, могут быть отличия по предельному току входа. В каждом случае надо сверяться с datasheet производителя.

Все корпуса имеют одинаковую распиновку. Расположение выводов показано на рисунке, а их функциональное назначение — в таблице.

Номер выводаОбозначениеФункциональное назначение
1Output AВыход компаратора A
2Input A —Вход — компаратора A
3Input A +Вход + компаратора A
4GNDОбщий
5Input B +Вход + компаратора B
6Input B —Вход — компаратора B
7Output BВыход компаратора B
8VccНапряжение питания
Описание характеристик микросхем LM393
Расположение выводов компаратора

Встречаются и более редкие модификации микросхемы, например, в круглом металлостеклянном корпусе TO-99. Он таже имеет 8 выводов.

Описание характеристик микросхем LM393
Распиновка LM393 в корпусе TO-99

Аналоги

Во многих случаях в качестве аналогов можно применить сдвоенные компараторы зарубежного производства:

  • TA75393;
  • LM2903B;
  • BA10393F.

Они имеют различные модификации корпусов, в том числе, совпадающие с корпусами, в которых выпускается LM393 (включая расположение выводов). Их электрические параметры также близки, но перед заменой в любом случае совместимость надо проверить по datasheet.

Из отечественных электронных элементов в качестве аналога можно использовать микросхему КР1040СА1.

Практическая схема включения

Практическая схема включения LM339 стандартна для компараторов с открытым коллектором:

  • на один из входов подается опорный уровень (с которым сравнивается изменяющееся напряжение);
  • на другой вход подается напряжение, значение которого надо сравнть с опорным;
  • нагрузка (обычно, резистор) подключается между шиной питания и выходом.

При изменении измеряемого напряжения относительно входного уровня (превышение или понижение порога) выходной ключ открывается или закрывается. На этом принципе производитель в datasheet рекомендует строить:

  • предельные компараторы;
  • простые аналого-цифровые преобразователи;
  • генераторы импульсов;
  • формирователи временных задержек;
  • преобразователи цифровых уровней;
  • другие приложения промышленного и бытового применения, включая носимую аппаратуру, питаемую от аккумуляторных батарей.

В качестве примера приведена схема простого фотореле на LM393 (можно применить LM393D, LM393N — схема включения не поменяется, придется только изменить рисунок печатной платы). На вход 2 подается пороговое напряжение, на вход 3 — изменяемое. При достижении порога внутренний транзистор на выходе 1 закрывается или открывается, управляя транзистором VT1, включающим электромагнитное реле.

Описание характеристик микросхем LM393
Схема фотореле

Эта схема не оптимальна, так как в ней используется только одна половина микросхемы. Более рационально использовать LM393 там, где нужно иметь сразу два компаратора, как, например, в приведенной схеме регулятора жала паяльника.

Описание характеристик микросхем LM393
Схема регулятора жала паяльника на двух компараторах

Указанными схемами и секторами применения область использования LM393 не исчерпывается. Универсальные параметры микросхемы дают широкий простор конструкторской фантазии.

Фото аватара
Становой Алексей

Инженер-электроник. Работаю в мастерской по ремонту бытовых приборов. Увлекаюсь схемотехникой.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Запитка
Добавить комментарий