LM393 是一款常見的雙路比較器芯片，由意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）生產(chǎn)。它廣泛應(yīng)用于模擬信號的比較、過載保護、電平轉(zhuǎn)換等多種電路中。LM393 內(nèi)部包含兩個獨立的比較器，每個比較器都具有差分輸入和開路集電極輸出，適用于低電流驅(qū)動和需要高靈敏度檢測的場合。接下來，我們將從多個方面詳細闡述 LM393 引腳圖及其功能。

一、LM393 芯片概述

LM393 是一種常見的雙路比較器，其基本功能是比較兩個輸入電壓的大小，并根據(jù)輸入信號的變化提供相應(yīng)的輸出。這款芯片屬于開路集電極類型的輸出，意味著它不提供電流驅(qū)動能力，但可以與外部拉電阻配合使用來提供需要的輸出電平。

LM393 芯片的工作電壓范圍從 2V 到 36V 或者 4V 到 36V（單電源或雙電源供電），非常適合用于低功耗和低電流消耗的應(yīng)用場景。它的應(yīng)用場景十分廣泛，包括數(shù)字電路中的電平轉(zhuǎn)換、模擬信號的比較、電池電壓檢測、超限報警、模擬信號的處理等。

二、LM393 引腳圖

LM393 是一個 8 引腳的雙路比較器芯片，其引腳排列如下：

引腳功能說明

1. 引腳 1 (VCC)：該引腳是芯片的電源引腳，提供電源電壓。LM393 的工作電壓范圍為 2V 至 36V，單電源或雙電源供電均可。此引腳需要接到正電壓端。

2. 引腳 2 (Inverting Input A)：該引腳是第一個比較器的反向輸入端，輸入信號通過該引腳與另一個信號進行比較。若反向輸入電壓大于非反向輸入電壓，比較器的輸出會拉低。

3. 引腳 3 (Non-Inverting Input A)：該引腳是第一個比較器的非反向輸入端，輸入信號通過該引腳與另一個信號進行比較。若非反向輸入電壓大于反向輸入電壓，比較器的輸出會拉高。

4. 引腳 4 (Inverting Input B)：該引腳是第二個比較器的反向輸入端，和引腳 2 類似，用于接收反向輸入信號。

5. 引腳 5 (GND)：該引腳是芯片的地電位引腳，通常連接到電路的地端或負電源端。LM393 通過此引腳來與外部電路共享共同的參考地。

6. 引腳 6 (Output Y)：該引腳是兩個比較器之一的輸出端。LM393 的輸出是開路集電極（Open-Collector），因此它不提供電流驅(qū)動功能。通常需要在此引腳上連接一個外部上拉電阻來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

7. 引腳 7 (Non-Inverting Input B)：該引腳是第二個比較器的非反向輸入端，用于接收非反向輸入信號。

8. 引腳 8 (VCC)：該引腳同樣是電源引腳，通常與引腳 1 連接，提供芯片所需的電源。

三、LM393 工作原理

LM393 的工作原理基于比較器的基本概念：它將兩個輸入端的電壓進行比較，并將較高的電壓輸出為高電平，較低的電壓輸出為低電平。由于 LM393 使用的是開路集電極輸出，它的輸出端會根據(jù)輸入信號的差異進行高低電平的切換。需要注意的是，LM393 的輸出電平并非直接給出電源電壓，而是通過外部拉電阻來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

在典型應(yīng)用中，比較器的兩個輸入分別為正負信號，當正信號大于負信號時，輸出端拉高；反之，當負信號大于正信號時，輸出端拉低。這使得 LM393 能夠檢測到輸入信號的變化，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出反應(yīng)。

四、LM393 的特性和優(yōu)勢

LM393 比較器具有以下幾個顯著的特性和優(yōu)勢：

1. 低功耗：LM393 具有較低的靜態(tài)功耗，非常適合低功耗應(yīng)用。其工作電流通常非常小，通常不會超過 1mA。

2. 雙路比較器：LM393 內(nèi)部集成了兩個獨立的比較器，可以同時處理兩個信號輸入，并產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。這使得 LM393 在多通道信號處理時非常有用。

3. 寬工作電壓范圍：LM393 的工作電壓范圍較廣，支持單電源或雙電源工作，可以在 2V 到 36V 或 4V 到 36V 的范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

4. 開路集電極輸出：LM393 的輸出為開路集電極（Open-Collector），這一特性使得 LM393 輸出端可以通過外部電阻連接到電源或其他邏輯電路，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

5. 高速響應(yīng)：盡管 LM393 是一款低功耗芯片，但它的響應(yīng)速度較快，適用于高頻信號的比較。

6. 廣泛應(yīng)用：LM393 被廣泛應(yīng)用于各種模擬電路中，特別是在電池電壓監(jiān)測、模擬信號檢測、過壓保護、電平轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。

五、LM393 的常見應(yīng)用

LM393 的應(yīng)用場景十分廣泛，主要包括以下幾個方面：

1. 電平轉(zhuǎn)換電路：LM393 常用于電平轉(zhuǎn)換電路中，尤其是在處理 TTL 與 CMOS 等不同電平之間的信號時。由于 LM393 的開路集電極輸出，它非常適合與外部拉電阻配合，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

2. 過電壓保護電路：在電源管理系統(tǒng)中，LM393 可以用來監(jiān)測輸入電壓，當電壓超過設(shè)定閾值時，比較器輸出觸發(fā)保護機制，切斷電源或報警。

3. 信號濾波和比較：LM393 可以用于信號的閾值比較，自動檢測輸入信號的變化并產(chǎn)生響應(yīng)。例如，在音頻處理電路中，LM393 可用于檢測音頻信號的強度變化。

4. 溫度監(jiān)測：在溫度傳感器電路中，LM393 可用于將溫度傳感器輸出的模擬信號與參考信號進行比較，以檢測溫度變化。

5. 模擬到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換：LM393 可用于模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，通過比較模擬信號與參考信號的關(guān)系，將其轉(zhuǎn)換為高或低的數(shù)字輸出。

六、LM393 的使用注意事項

在使用 LM393 時，需注意以下幾點：

1. 外部拉電阻的使用：由于 LM393 的輸出為開路集電極，需要外接一個上拉電阻（通常為 10kΩ）到電源電壓端，以確保輸出能夠正確轉(zhuǎn)換為高電平。

2. 輸入電壓的范圍：輸入電壓應(yīng)確保在芯片的規(guī)定范圍內(nèi)，避免過高電壓造成芯片損壞。通常情況下，輸入電壓應(yīng)小于電源電壓。

3. 避免輸出短路：由于 LM393 輸出為開路集電極，短路輸出端可能會導(dǎo)致芯片損壞。因此，設(shè)計電路時需要確保輸出端不會被直接短接。

4. 確保電源穩(wěn)定：LM393 的工作依賴于電源的穩(wěn)定性，因此在實際應(yīng)用中，應(yīng)確保電源電壓在芯片的工作范圍內(nèi)，并避免電源電壓波動過大。

七、總結(jié)

LM393 是一款常用的雙路比較器芯片，具有低功耗、高靈敏度、廣泛的工作電壓范圍和開路集電極輸出等優(yōu)點。它的主要應(yīng)用包括電平轉(zhuǎn)換、過電壓保護、電池監(jiān)測、模擬信號比較等方面。通過理解 LM393 的引腳功能和工作原理，我們可以在設(shè)計電路時更好地利用其特性，滿足不同的設(shè)計需求。在使用 LM393 時，需要注意合理使用外部元件，如拉電阻、保護電路等，以確保電路穩(wěn)定運行。