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Comparadores de voltaje

LM311 - Comparadores de voltaje


Comparadores
de voltaje

1 El OA como comparador
Comparadores de tensión monolíticos
2 Familia LM311
3 Familia LM339
Aplicaciones de los comparadores
4 Detector de nivel
5 Detector de ventana
6 Medidor gráfico de barras
7 Disparador Schmitt
8 Disparador Schmitt (versión no inversora)
9 Disparadores Schmitt monolíticos

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Los comparadores 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

9.2.1.- Familia de comparadores de voltaje LM311

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.

Características del comparador LM311 - Electrónica Unicrom

Polarización etapa salida del LM311 - Electrónica Unicrom

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 RL y dos tensiones de polarización independientes. Los niveles de tensión de salida son

Niveles de tensión de salida LM311 - Electrónica Unicrom

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

Niveles de tensión de salida LM311 - Electrónica Unicrom


Funciones de transferencia de las configuraciones de la figura 9.4 - Electrónica Unicrom

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).

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