Wzmacniacze Operacyjne i KomparatoryW produkcji

LM393P

Producent: Texas Instruments

Dane z noty katalogowej: Texas Instruments SLCS005, wer. Rev. AH, kwiecień 2025

Standardowy podwójny komparator różnicowy z wyjściami z otwartym kolektorem, pracą z pojedynczym (2V do 36V) lub podwójnym (±1V do ±18V) zasilaniem, niskim poborem prądu i pomiarem od masy.

ObudowyPDIP-8, SOIC-8

Napięcie zasilania2 – 36 V

Zakres temperatur0 – 70 °C

Oficjalna Nota Katalogowa (PDF)

Przegląd Techniczny

LM393 to uznany w przemyśle podwójny komparator różnicowy produkowany przez Texas Instruments (dokument SLCS005, rewizja z kwietnia 2025 r.). Dostępny w 8-wyprowadzeniowej obudowie przewlekanej PDIP (oznaczenie P) oraz obudowie SMD SOIC-8 (oznaczenie D), integruje dwa niezależne komparatory napięcia zaprojektowane do pracy z pojedynczego zasilania w szerokim zakresie od 2V do 36V (lub zasilania symetrycznego od ±1V do ±18V). Układ LM393 posiada stopień wyjściowy z otwartym kolektorem NPN zdolny do sterowania obciążeniami do 36V niezależnie od szyny zasilania VCC, co umożliwia bezpośrednie dopasowanie poziomów logicznych do układów TTL, DTL, ECL, MOS oraz CMOS. Stopień wejściowy na tranzystorach PNP umożliwia pomiar sygnałów od poziomu masy (zakres sygnału współbieżnego obejmuje 0V). Przy typowym prądzie spoczynkowym wynoszącym zaledwie 0.8mA dla obu komparatorów, wzmocnieniu napięciowym 200 V/mV (106 dB), czasie odpowiedzi 1.3µs i niskim napięciu niezrównoważenia (2mV typ, 5mV maks), LM393 jest powszechnie stosowany w detektorach przejścia przez zero, komparatorach okienkowych, układach Schmitta i oscylatorach.

Rozkład Wyprowadzeń i Funkcje Alternatywne

Interaktywny rozkład pinów i funkcje wyprowadzeń obudowy PDIP-8.

Ilustracja obudowy, a nie zwymiarowany rysunek mechaniczny.

8 / 8 wyprowadzeń

Nazwa pinu	Typ	Tolerancja 5V	Funkcje alternatywne / szczegóły
1OUT	open drain	Tak	Wyprowadzenie wyjściowe z otwartym kolektorem kanału 1 (wymaga zewnętrznego rezystora pull-up do szyny zasilania logiki)
1IN-	analog in	Tak	Wejście odwracające kanału 1 (-)
1IN+	analog in	Tak	Wejście nieodwracające kanału 1 (+)
GND	ground	—	Wyprowadzenie masy / zasilania ujemnego (0V przy zasilaniu pojedynczym lub szyna V- przy zasilaniu symetrycznym)
2IN+	analog in	Tak	Wejście nieodwracające kanału 2 (+)
2IN-	analog in	Tak	Wejście odwracające kanału 2 (-)
2OUT	open drain	Tak	Wyprowadzenie wyjściowe z otwartym kolektorem kanału 2 (wymaga zewnętrznego rezystora pull-up do szyny zasilania logiki)
VCC	power in	—	Dodatnie zasilanie (pojedyncze zasilanie od 2V do 36V lub szyna do +18V przy zasilaniu symetrycznym)

Kluczowe Parametry

Parametry

Parametr	Min.	Typowo	Maks.	Jednostka	Warunki pomiaru
Wejściowe napięcie niezrównoważenia(VIO)	—	2	5	mV	VCC = 5 V do 30 V, VICR = 0 V, VO = 1.4 V, TA = 25°C
Wejściowy prąd polaryzacji(IIB)	—	-25	-250	nA	VO = 1.4 V, TA = 25°C (prąd wypływa z wyprowadzeń wejściowych)
Wejściowy prąd niezrównoważenia(IIO)	—	5	50	nA	napięcie VO = 1.4 V, TA = 25°C
Zakres napięcia wejściowego w trybie współbieżnym(VICR)	0	0 to (VCC) - 1.5	—	V	VCC = 5 V do 30 V, TA = 25°C; praca liniowa rozciąga się do masy (0 V)
Wzmocnienie napięciowe różnicowe wielkosygnałowe(AVD)	50	200	—	V/mV	VCC = 15 V, VO = 1.4 V do 11.4 V, RL >= 15 kΩ dołączone do VCC, TA = 25°C
Czas odpowiedzi na duży sygnał(tRESP)	—	1.3	—	µs	Skok wejściowy 100 mV z przesterowaniem 5 mV, RL = 5.1 kΩ do 5 V, CL = 15 pF, TA = 25°C
Całkowity prąd zasilania w stanie spoczynku(ICC)	—	0.8	1	mA	VCC = 5 V, RL = ∞ (oba komparatory), TA = 25°C
Napięcie nasycenia wyjścia w stanie niskim(VOL)	—	150	400	mV	prąd ISINK <= 4 mA, VID = -1 V, TA = 25°C
Zdolność wpływania prądu wyjściowego(ISINK)	6	16	—	mA	warunki VID = -1 V, VO = 1.5 V, TA = 25°C
Prąd upływu wyjścia w stanie wysokim(IOH)	—	0.1	1000	nA	warunki VID = 1 V, VO = 30 V, TA = 25°C
Maksymalne dopuszczalne napięcie różnicowe wejść(VID_max)	—	±36	36	V	Maksymalne napięcie różnicowe pomiędzy wejściami IN+ i IN- bez uszkodzenia

Wartości Maksymalne (Absolute Maximum Ratings)

Maks. napięcie zasilania (VDD/VCC)	36 V
Maks. napięcie wejściowe	36 V
Maks. prąd wyjściowy / pinu	20 mA
Temperatura złącza	0 – 70 °C
Temperatura przechowywania	-65 – 150 °C
Odporność ESD (HBM)	1000 V
Rezystancja termiczna θJA (PDIP-8)	85 °C/W
Rezystancja termiczna θJC (PDIP-8)	66.8 °C/W
Rezystancja termiczna θJA (SOIC-8)	125 °C/W
Rezystancja termiczna θJC (SOIC-8)	80 °C/W

Pułapki Układowe i Ostrzeżenia Inżynieryjne

Rzeczywiste zastrzeżenia sprzętowe, ograniczenia projektu PCB i errata krzemu, które warto znać przed produkcją.

Krytyczne

Wymagany zewnętrzny rezystor pull-up (wyjście z otwartym kolektorem)

Stopień wyjściowy układu LM393 stanowi tranzystor bipolarny NPN z otwartym kolektorem podłączonym do pinu wyjściowego i emiterem do GND. W przeciwieństwie do wzmacniaczy operacyjnych ze stopniem przeciwsobnym Class-AB, LM393 nie potrafi samodzielnie wymusić stanu wysokiego. Pozostawienie wyjścia bez zewnętrznego rezystora podciągającego powoduje przejście w stan wysokiej impedancji przy wyłączonym tranzystorze, bez ustalonego poziomu logicznej jedynki.

Jak temu zapobiec

Zawsze podłączaj zewnętrzny rezystor podciągający pull-up pomiędzy pinami wyjściowymi 1OUT, 2OUT a szyną dodatniego zasilania. Napięcie podciągania jest niezależne od VCC i może wynosić 3.3V, 5V, 12V lub do 36V. Dobieraj rezystancję od 1 kΩ do 10 kΩ: mniejsza wartość skraca czas narastania przy pojemności obciążenia, a większa redukuje prąd w stanie niskim (ISINK <= 4 mA).

Krytyczne

Górne ograniczenie napięcia współbieżnego wejścia (VCC - 1.5 V)

Wejściowa para różnicowa PNP wymaga co najmniej 1.5 V marginesu poniżej dodatniej szyny zasilania VCC w 25°C (2.0 V w pełnym zakresie temperatur), aby wewnętrzne źródła prądowe nie weszły w nasycenie. Przekroczenie poziomu (VCC - 1.5 V) powoduje zniekształcenia. Podanie napięcia przekraczającego VCC o ponad 0.3 V polaryzuje złącza podłoża w kierunku przewodzenia, wywołując fałszywą inwersję fazy lub zatrzaskiwanie tyrystorowe (latch-up).

Jak temu zapobiec

Utrzymuj oba napięcia wejściowe w przedziale od GND (0 V) do (VCC - 1.5 V). Przy zasilaniu 5 V sygnały wejściowe nie mogą przekraczać 3.5 V. Przy pomiarze sygnałów wyższych od VCC zastosuj dzielnik rezystancyjny lub zasilaj komparator z wyższego napięcia.

Ostrzeżenie

Pasożytnicze oscylacje wyjścia bez histerezy

Ponieważ układ LM393 charakteryzuje się wzmocnieniem powyżej 100 dB (200,000 V/V) oraz szybkim czasem odpowiedzi, mikrowoltowe szumy na wejściu wywołują drgania styków i serie oscylacji w trakcie powolnego przechodzenia sygnału przez próg przełączania. Szybkie zbocza wyjściowe mogą również sprzęgać się pojemnościowo z wejściami, powodując oscylacje regeneracyjne.

Jak temu zapobiec

Zawsze wprowadzaj dodatnie sprzężenie zwrotne (histerezę przerzutnika Schmitta) przy powolnych sygnałach wejściowych. Podłącz rezystor o dużej wartości (od 100 kΩ do 1 MΩ) między wyjście a wejście nieodwracające IN+. Tworzy to pętlę histerezy (od 10 mV do 50 mV), która całkowicie eliminuje oscylacje.

Informacja

Terminacja nieużywanych kanałów komparatora

Układ LM393 zawiera dwa niezależne komparatory. Pozostawienie nieużywanego kanału z niepodłączonymi wejściami powoduje jego losowe przełączanie pod wpływem zakłóceń elektromagnetycznych. Generuje to szum w szynie zasilania VCC i masy, zwiększa pobór prądu i zakłóca pracę aktywnego kanału.

Jak temu zapobiec

Ustal stan nieużywanego kanału: podłącz wejście nieodwracające IN+ do masy (0 V), wejście odwracające IN- do stabilnego napięcia w granicach VICR (np. przez dzielnik z VCC), a wyjście z otwartym kolektorem pozostaw niepodłączone, by nie marnować prądu.

Zamienniki i Kompatybilne Układy

Numer części (MPN)	Producent	Kompatybilność	Różnice elektryczne / uwagi do BOM
LM2903P	Texas Instruments	pin to pin drop in	Zakres temperatur samochodowych i rozszerzonych przemysłowych (-40°C do 125°C); maksymalne napięcie zasilania do 26V (wersja klasyczna) lub 36V (wersja B); identyczny układ wyprowadzeń i architektura otwartego kolektora.
LM393AP	Texas Instruments	pin to pin drop in	Wersja precyzyjna o obniżonym napięciu niezrównoważenia (VIO <= 2 mV maks w porównaniu do 5 mV maks) oraz mniejszym prądzie niezrównoważenia (IIO <= 25 nA maks).
LM293P	Texas Instruments	pin to pin drop in	Przemysłowy zakres temperatur (-25°C do 85°C) z identycznym wyprowadzeniem pinów i parametrami wyjścia z otwartym kolektorem.

Przykładowe Aplikacje Układowe

LM393: komparator napięcia z histerezą (przerzutnik Schmitta)

Topologia: Nieodwracający przerzutnik Schmitta z pasmem histerezy 48.5 mV, progiem 2.50 V i wyjściem typu otwarty kolektor

Zobacz schemat Otwórz w Edytorze Web CAD

Oficjalna Dokumentacja i Cytowane Źródła

Oryginalne noty aplikacyjne, erraty i specyfikacje producentów półprzewodników.

DATASHEETTexas Instruments

LM193, LM293, LM393, LM2903 Dual Differential Comparators

Pomóż dbać o poprawność tej strony

Znalazłeś pin, obudowę lub parametr niezgodny z notą katalogową? Zgłoś to.

Zgłoś problem

Otwiera publiczny formularz na GitHubie z już wpisaną tą stroną; potrzebne jest bezpłatne konto GitHub. Jak działają zgłoszenia i potwierdzenia

Przegląd Techniczny

Rozkład Wyprowadzeń i Funkcje Alternatywne

Kluczowe Parametry

Parametry

Wartości Maksymalne (Absolute Maximum Ratings)

Pułapki Układowe i Ostrzeżenia Inżynieryjne

Zamienniki i Kompatybilne Układy

Przykładowe Aplikacje Układowe

LM393: komparator napięcia z histerezą (przerzutnik Schmitta)

Oficjalna Dokumentacja i Cytowane Źródła

LM193, LM293, LM393, LM2903 Dual Differential Comparators

Pomóż dbać o poprawność tej strony

Powiązane komponenty

LM358P

LM386N-1

LMC6482AIM/NOPB

NE5532P