Comparadores de tensión monolíticos

Comparadores de tensión monolíticos

febrero 11, 2021 0 Por Guillermo Huerta

Los comparadores de tensión monolíticos tienen una estructura similar a los OAs, excepto que utiliza unas técnicas circuitales especiales que mejoran la velocidad y facilitan la interfase de salida para hacerlo compatible con otros circuitos.

Un parámetro importante de un comparador es su respuesta temporal definida como el tiempo necesario en alcanzar el 50% del nivel de salida cuando se aplica un escalón a la entrada. Los comparadores típicos tienen tiempos que varían entre 50 y 200ns.

Sin embargo, los convertidores A/D, como por ejemplo los convertidores flash, precisan de comparadores de muy alta velocidad con tiempos de respuesta del orden de 10ns.

Tales circuitos se pueden lograr usando configuraciones basadas en las familias lógicas ECL y Schottky TTL. Ejemplos de este tipo de comparadores son el LM361 (14ns) de National Semiconductor, ME521 (12ns max) de Signetics, el LT1016 (10ns) de Linear Technology y el Am-685 (6.5ns) de Avanced Micro-Devices.

Por último, ciertos comparadores monolíticos tienen incorporados líneas de strobing a la entrada para habilitar/deshabilitar el dispositivo y biestables a la salida para retener el resultado de la última comparación. Estas aplicaciones son muy útiles en determinados convertidores A/D y en interfases con microcomputadores.}

Comparadores de tensión monolíticos Familia 311

La serie 311 de National Semiconductor es una de las familias más populares en comparadores integrados. Puede operar con tensiones duales de ±15 V o con tensión simple de +5 V y la salida es en colector abierto
(open-colector) con tensiones de alimentación independientes para seleccionar los niveles de tensión de salida. Posee además un circuito de protección que limitan la intensidad máxima de salida a 50mA. Las correcciones de offset se puede realizar mediante un potenciómetro variable conectado a las entradas 5 y 6, similar a la técnica utilizada en amplificadores operacionales.

Comparadores de tensión monolíticos

La formas más sencillas de utilizar este comparador se muestran en la figura 9.4.a y 9.4.b. En la figura 9.4.a, el transistor de salida tiene conectado una resistencia R y dos tensiones de polarización independientes. Los
niveles de tensión de salida son:

Comparadores de tensión monolíticos

La configuración seguidor de emisor de la figura 9.4.b resulta muy útil cuando se precisa de interfases a masa tal como sucede en los SRC. Los niveles de tensión de salida son:

Comparadores de tensión monolíticos

La gráfica de la figura 9.5 indica la VTC de las configuraciones de las
figuras 9.4.a y 9.4.b proporcionadas por el fabricante. El seguidor de
emisor presenta una polaridad contraria a la de resistencia de colector
y su rango de tensiones de entrada en modo diferencial es mucho
mayor.

Este comparador tiene versiones de baja potencia inferiores a 500µW (LP311), duales (LH2311) y con entrada JFET (LF311).

Comparadores de tensión monolíticos Familia 339

La serie 339 de National Semiconductor es otra familia de comparadores muy utilizada cuando el coste es crítico ya que un mismo encapsulado contiene varios comparadores cada uno de ellos con dos entradas y una
salida en colector abierto.

La tensión de alimentación es común y todos los comparadores disipan potencia aunque solo se utilice uno de ellos. La figura 9.6 contiene la distribución circuital del encapsulado del “quad” LM339 y las principales características de este comparador descritas por el fabricante. La intensidad máxima de salida es de 16mA (typ) con 6mA (min).

Esta familia tiene diferentes versiones como el LP339 de bajo consumo (<60µA), el LP365 cuyo consumo estático de corriente puede ser programado mediante una resistencia externa, el LM292 formado por dos OAs y dos comparadores, el CA3290 en de RCA en tecnología BiCMOS con corrientes de entrada del orden de pA, etc.

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