Parámetros de la hoja de datos del comparador

Esta publicación lo ayudará a comprender algunos de los parámetros o especificaciones cruciales del comparador que generalmente se encuentran en las hojas de datos del IC del comparador.

Algunos de los principales parámetros que puede encontrar en la hoja de datos de un compartaor son:

• Retardo de propagación
• Consumo actual
• Tipo de etapa de salida (colector abierto / drenaje o push-pull)
• Voltaje de compensación de entrada, histéresis
• Capacidad de corriente de salida
• Tiempo de subida y bajada
• Rango de voltaje de modo común de entrada

Además de estos, también puede encontrar otros parámetros como: corriente de polarización de entrada, modo común y relación de rechazo de la fuente de alimentación, función de muestreo / retención y tiempo de inicio.

En su mayoría, un solo chip comparador tendrá 5 pines: un par de pines para la entrada de alimentación VCC +, VCC-, dos pines para alimentar las señales de entrada IN +, IN- y un solo pin de salida OUT. En algunos circuitos integrados puede haber un pin adicional para la función de espera.

De nuestro discusiones anteriores sabemos que cuando VIN (+)> VIN (-), la salida está en estado alto, si VIN (+)

En otras palabras, cuando la entrada no inversora (+) tiene un nivel de voltaje más alto que la entrada inversora (-), el transistor de salida dentro del compartimiento se apagará.

Lo que significa que su pin colector mostrará una condición abierta. Dado que se supone que este pin de colector está vinculado con el riel de suministro positivo a través de una resistencia pull-up, permite que el colector tenga una salida lógica positiva o alta en esta situación.

Tipo de etapa de salida (colector abierto / drenaje o push-pull)

Con respecto a la configuración de los pines de salida, los comparadores son de dos tipos: push-pull y colector abierto (drenaje abierto).

En una configuración push-pull, la carga puede conectarse directamente entre el pin colector del compartimento y la línea positiva que permite que la carga se encienda / apague dependiendo de las condiciones de la señal de entrada. Esto funciona como un interruptor push-pull y de ahí el nombre.

Alternativamente, el pin del colector se puede conectar con el riel positivo a través de una resistencia pull-up, y luego la salida del colector se puede usar como una salida lógica push-pull. Una de las ventajas de esta configuración es que permite utilizar para la carga un nivel de tensión diferente al Vcc del comparador.

En el modo de colector abierto, el comparador solo puede absorber corriente, pero no puede suministrar corriente a la carga. Debido a su alcance limitado, este modo rara vez se utiliza, aunque permite conectar más de una salida en el modo de puerta OR para una aplicación específica.

Parámetros de la hoja de datos del comparador

Rango de voltaje de modo común de entrada - VICM:

El rango de voltaje de modo común de entrada es una medida de voltaje que se encuentra dentro del rango de entrada aceptable del compartimento.

Es un rango de tensión en el que tanto las entradas del compartimento como se utilizan obligatoriamente para asegurar el funcionamiento de la configuración.

En este modo, las entradas funcionan con el rango completo de suministro de Vcc a 0 V en sus pines de entrada, por lo que también se denomina etapa de entrada de riel a riel.

Sin embargo, se recomienda evitar un rango de entrada de modo común riel a riel a menos que sea necesario, para minimizar el consumo de energía del dispositivo.

Voltaje de compensación de entrada - VIO (VTRIP)

El parámetro VIO es el valor mínimo de diferencia de entrada que puede estar a punto de provocar que la salida cambie de estado. El nivel diferencial de voltaje de compensación de entrada en la entrada puede afectar la resolución del comparador porque esta magnitud diferencial podría ser muy pequeña y causar inestabilidad para el estado de conmutación de salida. Por lo tanto, estas pequeñas señales de compensación pueden hacer que la salida se comporte de manera anormal o simplemente no cambie en absoluto.

Un diferencial bajo puede hacer que el transistor del comparador se vuelva inestable, dando como resultado un aumento en las condiciones de voltaje de compensación de entrada.

Para compartimentos que tienen internos histéresis El VIO habilitado se define como el nivel promedio de la suma de VTRIP + y VTRIP-, y el valor de histéresis de VHYST = VTRIP + - VTRIP- donde VTRIP + y VTRIP- constituyen el voltaje diferencial de entrada que hace que la salida cambie de estado bajo a alto. o estado alto a bajo respectivamente.

CMRR y SVR

CMRR significa relación de rechazo de voltaje de modo común, proporciona la relación entre el voltaje de compensación de entrada VIO y el voltaje de modo común de entrada VICM. Esto puede entenderse como una relación entre el valor de voltaje de modo común y el voltaje de compensación de entrada. Este parámetro generalmente se expresa en escala logarítmica como:

CMRR [dB] = 20 • log (| ΔVICM / ΔVIO |)

El CMRR se calcula midiendo dos magnitudes de voltaje de compensación de entrada tomadas para dos voltajes de modo común de entrada diferentes (generalmente 0 V y VCC).

El término SVR significa “rechazo de voltaje de suministro” y se define como un parámetro que proporciona la relación entre el voltaje de compensación de entrada VIO y el voltaje de suministro de energía.

Cambiar el voltaje de la fuente de alimentación tiene la capacidad de afectar de alguna manera la polarización de los pares de transistores diferenciales de entrada. Esto implica que la variación también puede hacer que el voltaje de compensación de entrada cambie ligeramente.

Esto se expresa mediante la fórmula:

RVS [dB] = 20 • log (| ΔVCC / ΔVIO |)

Ganancia de voltaje

Este parámetro nos ayuda a comprender la ganancia neta del comparador. Cuando al comparador se le atribuyen especificaciones de ganancia más altas, significa una respuesta mejorada del dispositivo a pequeños diferenciales de señal de entrada.

Normalmente, el rango AVD de un compartimento puede ser de 200 V / mV (106 dB). En teoría, se logra una amplitud de 200 V cuando una entrada de 1 mV se amplifica con 106 dB. Sin embargo, para un dispositivo real, la oscilación del nivel máximo estará limitada por el valor de Vcc.

Tenga en cuenta que el AVD nunca puede tener ningún efecto sobre la histéresis externa, ya que la salida estará en estado alto o bajo, y nunca en el medio.

Retardo de propagación

TPD se define como la diferencia de tiempo entre el instante en que la señal de entrada cruza el nivel de entrada de referencia y el instante en que el estado de salida acaba de cambiar de estado.

De nuestras discusiones anteriores sabemos que la salida del compartaor cambia en respuesta a la diferencia de voltaje del pin de entrada.

El retardo de propagación TPD nos proporciona la especificación que sugiere qué tan rápido los pines de entrada tienen la capacidad de detectar la diferencia y alternar la salida sin problemas.

Básicamente, TPD nos informa sobre el nivel de frecuencia de entrada que el comparador puede procesar cómodamente para generar respuestas de salida válidas.

Histéresis

Sabemos que la histéresis es un parámetro que prohíbe los cambios rápidos de una salida en respuesta a una entrada inestable o fluctuante.

Normalmente, en un comparador, el voltaje de salida puede oscilar o fluctuar rápidamente cuando la señal diferencial de entrada se sitúa cerca del valor de referencia. O esto puede suceder cuando la señal de entrada tiene una amplitud muy baja, lo que hace que el nivel diferencial de entrada cambie rápidamente.

Histéresis incorporada

En realidad, hay muchos dispositivos comparadores que cuentan con una función de histéresis incorporada. Esto puede ser de unos pocos mV, que es suficiente para suprimir la conmutación de salida no deseada sin afectar la resolución del dispositivo.

Para tales dispositivos, los límites de voltaje superior e inferior promedio evaluados se denominan voltaje de compensación de entrada VIO, y la diferencia VTRIP + / VTRIP- se denomina voltaje de histéresis o VHYST.

Histéresis externa

En caso de que el comparador no tenga una histéresis incorporada, o si el nivel de histéresis deseado es relativamente mayor, entonces se puede agregar una configuración externa para implementar la funcionalidad de histéresis a través de una red de retroalimentación positiva, como se muestra a continuación.

Terminando

Estos son algunos parámetros cruciales de la hoja de datos de compartaor que serán útiles para todos los entusiastas que intentan lograr un diseño basado en un comparador perfecto, si tiene más información Con respecto a este tema, no dude en compartirlos a través de sus comentarios.