IC应用入门——学会使用LM339四电压比较器

LM339是现在常用的一款低功耗四电压比较器，其在电子电路中的用途很广，譬如：可以用来检测电路中两点间的电压高低（如检测电池电压的大小），可以对各种波形进行整形（将各种波形变成矩形波），可以作为简单的模数转换器。下面我们就详细介绍一下四电压比较器LM339的基本应用。

一、LM339的主要电参数及引脚功能

LM339是美国国家半导体公司生产的一款低功耗四电压比较器，一块LM339内部含有四个相同的电压比较器，其在单电源和双电源下都可以正常工作。LM339的主要电参数：①该IC的工作电压范围很宽，单电源为2～36V，双电源为±1～±18V。②静态电流最大为2mA。③输入失调电压典型值为1mV。④输出采用集电极开路输出，便于与TTL、CMOS等数字电路接口。
▲ LM339四电压比较器的引脚功能。
▲ LM339内部单个比较器的电路图。​

从上图可见，T8为该比较器输出级的三极管，其采用集电极开路输出，可以方便地与各种数字电路接口。
​▲ DIP-14封装的LM339。

LM339常见的有两种封装，即DIP-14脚封装和SOP-14封装。

二、LM339输出端上拉电阻的选择

​▲ LM339外接的上拉电阻。

由于LM339输出级为集电极开路输出（其输出级就是一个三极管的集电极），故在使用时一般需要在其输出端与电源正极之间外接一个上拉电阻。该电阻的大小与后级电路有关，若电路的工作频率较高（如对高频信号整形），该上拉电阻一般取1～10KΩ。对于低功耗应用，为了节省耗电，这个上拉电阻可取数十KΩ以上的电阻。LM339内部输出级的三极管能承受16mA（典型值）的灌电流，可以直接驱动小电流的LED灯珠。

三、LM339在电子电路中的基本应用

LM339的基本应用就是在电子电路中作为电压比较器用于比较电路中两点间电压的高低。

1、反相电压比较器

▲ LM339构成的反相电压比较器。​

上图为LM339构成的反相电压比较器。其工作电压为5V，图中的1N4723为稳压管，其稳压值为2V，在这里为LM339的同相输入端7脚提供一个稳定的参考电压。在LM339反相输入端6脚的电压小于其7脚的参考电压（2V）时，LM339的输出端1脚输出为高电平（此时其内部输出级的三极管是截止的），LED指示灯不亮；当LM339反相输入端6脚的电压高于其7脚电压时，LM339内部输出级的三极管饱和导通，其输出端1脚变为低电平，LED点亮。改变电路中的参考电压，可以使这个电压比较器在不同的电压下动作。这个电路可以监测电瓶的充电电压，作为电瓶充电指示灯，当电瓶充满电时，LED点亮。

2、同相电压比较器
​▲ LM339构成的同相电压比较器。

同相电压比较器如上图所示。该电路的参考电压接在LM339的反相输入端6脚，输入电压由同相输入端7脚输入。在LM339的7脚电压小于6脚的参考电压时，1脚输出为低电平，LED点亮；当7脚电压高于6脚电压时，1脚输出变为高电平，LED熄灭。这个电路可以用于监测电瓶的放电电压，当电瓶电压较高时，LED不亮，电瓶电压下降到某一值时，LED点亮，告知电瓶需要充电。

3、LM339构成的光控开关
​▲ LM339构成的光控开关。

光控开关电路如上图所示。白天光敏电阻阻值很小，LM339的6脚电压小于7脚的参考电压（2.5V），其输出端1脚为高电平，三极管VT截止，继电器不工作。晚上光敏电阻阻值变得很大，导致LM339的6脚电压高压7脚的参考电压电压，输出端1脚输出变为低电平，VT导通，继电器得电，其常开触点闭合，接通照明灯电源。