비교기

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요

비교기는 두 전압 또는 전류를 비교하여 어느 쪽이 더 큰지 판단하는 전자 회로 구성 요소이다. 전압 비교기는 차동 전압의 제한, 연산 증폭기를 이용한 방식 등 다양한 설계 방식을 가지며, 디지털 회로와 호환되는 높은 이득의 차동 증폭기로 구성된다. 비교기는 속도와 전력 소비, 히스테리시스, 출력 유형, 내부 기준 전압, 연속/클럭 비교기 등의 주요 사양을 고려하여 선택해야 한다. 영점 검출기, 영점 교차 검출기, 릴랙세이션 발진기, 레벨 시프터, 아날로그-디지털 변환기, 윈도우 검출기, 절대값 검출기 등 다양한 전자 회로에 활용된다.

더 읽어볼만한 페이지

전자 회로 - 트랜지스터-트랜지스터 논리
트랜지스터-트랜지스터 논리(TTL)는 1961년 제임스 L. 부이에 의해 발명된 바이폴라 접합 트랜지스터 기반의 디지털 회로 기술로, 텍사스 인스트루먼츠의 7400 시리즈를 통해 널리 사용되었으며, 저렴한 비용으로 디지털 기술 발전에 기여했다.
전자 회로 - 연산 증폭기
연산 증폭기는 높은 전압 이득을 갖는 직류 결합 증폭기로, 음의 피드백을 통해 신호 처리 기능을 구현하며, 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 특징으로 다양한 증폭기, 필터, 연산 회로 설계에 활용된다.

비교기

2. 전압 비교기

전압 비교기는 두 입력 전압을 비교하여 어느 쪽이 더 큰지 나타내는 회로이다. 그 결과는 디지털 논리 레벨, 즉 1(플러스 측 전압) 또는 0(마이너스 측 전압)으로 출력된다. 이는 입력 전압이 특정 값에 도달했는지 확인하는 데 사용될 수 있다.^[4]

대부분 전용 비교기 IC를 사용하여 구현되지만, 성능 요구 사항이 낮은 경우에는 연산 증폭기(op-amp)를 대신 사용할 수도 있다. 연산 증폭기는 균형 잡힌 차동 입력과 매우 높은 이득을 가지므로 비교기처럼 작동할 수 있다.^[4] 피드백이 없는 연산 증폭기는 입력 전압 간의 차이를 크게 증폭하여 그 결과를 출력한다. 입력 전압이 기준 전압보다 크면 출력은 양의 포화 수준이 되고, 낮으면 음의 포화 수준이 된다.

하지만 연산 증폭기를 비교기로 사용하면 전용 비교기에 비해 몇 가지 단점이 있다.^[5] 연산 증폭기는 선형 모드에서 작동하도록 설계되어 포화 상태에서 회복하는 데 시간이 오래 걸리고, 전파 지연이 발생할 수 있다. 또한, 내부 히스테리시스가 없어 외부 히스테리시스 네트워크가 필요하며, 입력이 같지 않을 때 정지 전류가 증가할 수 있다. 디지털 논리와의 호환성 문제, 채널 간 상호 작용, 입력 다이오드로 인한 예기치 않은 전류 발생 등의 문제도 고려해야 한다.

2. 1. 차동 전압

차동 전압은 제조사에서 지정한 제한 내에 있어야 한다. LM111 제품군과 같은 초기 집적 비교기, 그리고 LM119 제품군과 같은 특정 고속 비교기는 전원 공급 전압보다 실질적으로 낮은 차동 전압 범위를 필요로 한다(15V 대 36V).^[1] ''레일 투 레일(Rail-to-rail)'' 비교기는 전원 공급 범위 내에서 모든 차동 전압을 허용한다. 바이폴라(듀얼 레일) 전원으로 전원을 공급할 때,

:

V_{S-} \le V_+, V_- \le V_{S+},

또는 단극 TTL/CMOS 전원으로 전원을 공급할 때,

:

0 \le V_+, V_- \le V_\text{cc}

.

LM139 제품군과 같이 p–n–p 입력 트랜지스터를 가진 특정 레일 투 레일 비교기는 입력 전위가 음의 전원 레일보다 0.3V ''아래''로 떨어지는 것을 허용하지만, 양의 레일 위로 상승하는 것은 허용하지 않는다.^[2] LMH7322와 같은 특정 초고속 비교기는 입력 신호가 음의 레일 ''아래''와 양의 레일 ''위''로 스윙하는 것을 허용하지만, 0.2V의 좁은 여유만 허용한다.^[3] 현대 레일 투 레일 비교기의 차동 입력 전압(두 입력 사이의 전압)은 일반적으로 전체 전원 공급 장치의 스윙에 의해서만 제한된다.

2. 2. 연산 증폭기(Op-amp) 전압 비교기

연산 증폭기(op-amp)는 균형 잡힌 차동 입력과 매우 높은 이득을 가지고 있어 비교기의 특성과 유사하며, 성능 요구 사항이 낮은 응용 분야에서 비교기 대신 사용될 수 있다.^[4]

비교기 회로는 두 전압을 비교하여 어느 쪽이 더 큰지 나타내기 위해 1(플러스 측의 전압) 또는 0(마이너스 측의 전압)을 출력한다. 예를 들어, 비교기는 입력이 미리 결정된 값에 도달했는지 확인하는 데 자주 사용된다. 대부분의 경우 비교기는 전용 비교기 IC를 사용하여 구현되지만, 연산 증폭기를 대안으로 사용할 수도 있다. 비교기 다이어그램과 연산 증폭기 다이어그램은 동일한 기호를 사용한다.

피드백이 없는 연산 증폭기를 사용하여 만든 간단한 비교기 회로는 Vin과 VREF 간의 전압 차이를 단순히 크게 증폭하고 그 결과를 Vout으로 출력한다. Vin이 VREF보다 크면 Vout의 전압은 양의 포화 수준, 즉 플러스 측의 전압까지 상승한다. Vin이 VREF보다 낮으면 Vout은 음의 포화 수준, 즉 마이너스 측의 전압과 동일하게 떨어진다.

실제로 이 회로는 히스테리시스 전압 범위를 통합하여 노이즈에 대한 민감도를 줄임으로써 개선될 수 있다.

연산 증폭기와 비교기의 특성 차이로 인해 연산 증폭기를 비교기로 사용하면 전용 비교기를 사용하는 것에 비해 몇 가지 단점이 있다.^[5]

연산 증폭기는 음의 피드백을 사용하여 선형 모드에서 작동하도록 설계되었다. 따라서 연산 증폭기는 일반적으로 포화로부터 긴 회복 시간을 갖는다. 거의 모든 연산 증폭기는 고주파 신호에 대한 슬루율 제한을 부과하는 내부 보상 커패시터를 가지고 있다. 결과적으로 연산 증폭기는 수십 마이크로초에 달하는 전파 지연을 가진 조잡한 비교기를 만든다.
연산 증폭기는 내부 히스테리시스가 없으므로 느리게 움직이는 입력 신호에는 항상 외부 히스테리시스 네트워크가 필요하다.
연산 증폭기의 정지 전류 사양은 피드백이 활성화된 경우에만 유효하다. 일부 연산 증폭기는 입력이 같지 않을 때 정지 전류가 증가하는 것을 보여준다.
비교기는 디지털 논리와 쉽게 인터페이스되는 잘 제한된 출력 전압을 생성하도록 설계되었다. 연산 증폭기를 비교기로 사용하는 동안 디지털 논리와의 호환성을 확인해야 한다.
일부 다중 섹션 연산 증폭기는 비교기로 사용될 때 극심한 채널 간 상호 작용을 나타낼 수 있다.
많은 연산 증폭기는 입력 사이에 다이오드를 역으로 연결한다. 연산 증폭기 입력은 일반적으로 서로 따르므로 괜찮다. 하지만 비교기 입력은 일반적으로 동일하지 않다. 다이오드는 입력을 통해 예기치 않은 전류를 유발할 수 있다.

3. 비교기 설계

비교기는 논리 게이트와 호환되는 높은 이득의 차동 증폭기로 구성된다. 이득은 입력 전압 간의 매우 작은 차이로도 출력이 포화될 만큼 충분히 높으며, 출력 전압은 게이트 입력의 낮은 논리 전압 대역 또는 높은 논리 전압 대역 중 하나에 위치하게 된다.^[1] 아날로그 연산 증폭기가 비교기로 사용되기도 하지만, 전용 비교기 칩은 일반적으로 더 빠르며, 정확한 내부 기준 전압, 조절 가능한 히스테리시스, 클럭 게이티드 입력과 같은 추가 기능을 포함할 수도 있다.^[1]

LM339와 같은 전용 전압 비교기 칩은 TTL 또는 CMOS와 같은 디지털 논리 인터페이스와 연결되도록 설계되었다.^[1] 출력은 종종 실제 신호를 디지털 회로에 연결하는 데 사용되는 이진 상태이다 (아날로그-디지털 변환기 참조).^[1] 전압이 거의 같을 때, 출력 전압은 논리 레벨 중 하나에 속하지 않으므로, 아날로그 신호는 예측할 수 없는 결과로 디지털 도메인에 들어간다.^[1] 이 범위를 가능한 한 작게 만들기 위해 증폭기 캐스케이드는 높은 이득을 가진다.^[1] 회로는 주로 바이폴라 트랜지스터로 구성되며, 매우 높은 주파수에서는 각 스테이지의 입력 전기 임피던스가 낮다.^[1] 이는 느리고 큰 p-n 접합 바이폴라 트랜지스터의 포화를 줄여 복구 시간을 단축시킨다.^[1] 이진 논리 설계에서 발견되는 것과 같은 빠른 소형 쇼트키 다이오드는 성능을 향상시키지만, 아날로그 신호를 사용하는 증폭기가 있는 회로에 비해 성능이 뒤떨어진다.^[1] 플래시 ADC의 경우, 8개의 포트를 통해 분산된 신호는 각 증폭기 후의 전압 및 전류 이득과 일치하며, 저항기는 레벨 시프터 역할을 한다.^[1]

3. 1. 개방 컬렉터 출력 (Open collector output)

일부 비교기(예: LM339)는 서로 다른 로직 계열과 인터페이스하기 위해 오픈 컬렉터 출력을 사용한다. 반전 입력이 비반전 입력보다 높은 전압에 있으면 비교기의 출력은 음의 전원 공급 장치에 연결된다. 비반전 입력이 반전 입력보다 높으면 출력은 높은 임피던스가 되므로, 이 상태의 출력 전압은 외부 풀업 저항을 통해 다른 전압 공급 장치로 설정할 수 있다.

4. 주요 사양

비교기의 기본적인 기능은 두 전압 또는 전류를 비교하는 것이지만, 적합한 비교기를 선택할 때는 몇 가지 고려해야 할 사항들이 있다.

속도와 전력: 비교기는 일반적으로 빠르지만, 속도와 전력 사이에는 상충 관계가 있다. 고속 비교기는 더 많은 전력을 소비한다.^[6] 따라서 응용 분야에 따라 고속 비교기 또는 전력을 절약하는 비교기를 선택해야 한다. 예를 들어, 휴대용 기기에는 MAX9027^[7], LTC1540^[8], LPV7215^[9], MAX9060^[10], MCP6541^[11]과 같은 나노 전력 비교기가 적합하고, 고속 클럭 신호 생성을 위해서는 ADCMP572^[12], LMH7220^[13], MAX999^[14], LT1719^[15], MAX9010^[16], MAX9601^[17]과 같이 전파 지연이 짧은 비교기가 적합하다.
히스테리시스 (Hysteresis): 비교기 입력에 노이즈가 있으면, 입력 전압 차이가 0V 근처일 때 출력 상태가 불안정하게 변할 수 있다. 이를 방지하기 위해 많은 최신 비교기에는 히스테리시스 기능이 내장되어 있다.^[18] 예를 들어, LTC6702^[19], MAX9021^[20], MAX9031^[21]은 내부 히스테리시스를 통해 입력 노이즈에 둔감하다. 히스테리시스가 없는 비교기나 입력 노이즈가 내부 히스테리시스보다 큰 경우에는 외부 히스테리시스 네트워크를 구성하여 슈미트 트리거 회로를 만들 수 있다. LMP7300^[22], LTC1540^[8], MAX931^[23], MAX971^[24], ADCMP341^[25]과 같이 별도의 히스테리시스 핀을 제공하는 비교기를 사용하면 피드백 없이 히스테리시스를 조절할 수 있다.
출력 유형: 비교기 출력은 오픈 드레인 방식과 푸시-풀 방식으로 나뉜다. 오픈 드레인 비교기는 외부 풀업 저항이 필요하며, 혼합 전압 시스템 설계나 여러 비교기를 단일 버스에 연결하는 데 적합하다. 푸시-풀 비교기는 풀업 저항이 필요 없고 전류를 공급할 수 있다.
내부 기준 전압: 비교기는 전압과 안정적인 기준 전압을 비교하는 데 사용될 수 있다. TL431가 이러한 용도로 자주 쓰인다. 많은 비교기 제조업체는 기준 전압을 내장한 비교기를 제공하며, 이는 공간을 절약하고 전류 소모를 줄인다.^[27] 다음은 다양한 기준 전압을 가진 비교기 IC의 예시이다.

제품명	기준 전압
MAX9062^[7]	200mV
LT6700^[28]	400mV
ADCMP350^[29]	600mV
MAX9025^[7]	1.236V
MAX9040^[30]	2.048V
TLV3012^[31]	1.24V
TSM109^[32]	2.5V

연속 비교기와 클럭 비교기: 연속 비교기는 입력 신호에 따라 "1" 또는 "0"을 출력하고 빠르게 변경된다. 반면, 클럭 비교기(래치 비교기)는 클럭 신호에 따라 특정 시점에만 출력을 갱신하므로, 더 정확하고 전력 소모가 적다.^[33] 클럭 비교기는 A/D 변환기나 메모리와 같이 특정 시점에 비교 결과가 필요한 응용 분야에 적합하다.

4. 1. 속도와 전력

일반적으로 비교기는 "빠르지만", 회로는 고전적인 속도-전력 균형의 영향을 받는다. 고속 비교기는 더 큰 종횡비를 가진 트랜지스터를 사용하므로 더 많은 전력을 소비한다.^[6] 응용 분야에 따라 고속 비교기 또는 전력을 절약하는 비교기를 선택해야 한다. 예를 들어, MAX9027^[7], LTC1540^[8], LPV7215^[9], MAX9060^[10], MCP6541^[11]과 같은 소형 칩 스케일 패키지(UCSP, DFN 또는 SC70 패키지)의 나노 전력 비교기는 초 저전력, 휴대용 애플리케이션에 이상적이다. 마찬가지로 고속 클럭 신호를 생성하기 위해 릴랙세이션 발진기 회로를 구현하기 위해 비교기가 필요한 경우 몇 나노초의 전파 지연을 갖는 비교기가 적합할 수 있다. ADCMP572^[12], LMH7220^[13], MAX999^[14], LT1719^[15], MAX9010^[16], MAX9601^[17]은 몇 가지 훌륭한 고속 비교기의 예이다.

4. 2. 히스테리시스 (Hysteresis)

일반적으로 비교기는 입력 간의 전압이 약 0V를 통과할 때 출력 상태를 변경한다. 항상 입력에 존재하는 노이즈로 인한 작은 전압 변동은 입력 전압 차이가 0V 근처일 때 두 출력 상태 간의 원치 않는 빠른 변화를 일으킬 수 있다. 이러한 출력 진동을 방지하기 위해 몇 밀리볼트의 작은 히스테리시스가 많은 최신 비교기에 통합된다.^[18]

예를 들어 LTC6702,^[19] MAX9021,^[20] 및 MAX9031,^[21]은 입력 노이즈에 둔감하게 만드는 내부 히스테리시스를 가지고 있다. 하나의 스위칭 지점 대신 히스테리시스는 상승 전압에 하나, 하강 전압에 하나, 두 개의 스위칭 지점을 도입한다. 더 높은 레벨의 트리거 값(VTRIP+)과 더 낮은 레벨의 트리거 값(VTRIP-)의 차이는 히스테리시스 전압(VHYST)과 같다.

비교기에 내부 히스테리시스가 없거나 입력 노이즈가 내부 히스테리시스보다 큰 경우, 비교기의 비반전 입력에 대한 출력에서 양의 피드백을 사용하여 외부 히스테리시스 네트워크를 구축할 수 있다. 결과적인 슈미트 트리거 회로는 추가적인 노이즈 내성과 더 깨끗한 출력 신호를 제공한다. LMP7300,^[22] LTC1540,^[8] MAX931,^[23] MAX971,^[24] 및 ADCMP341^[25]과 같은 일부 비교기는 별도의 히스테리시스 핀을 통해 히스테리시스 제어를 제공한다. 이러한 비교기를 사용하면 피드백이나 복잡한 방정식 없이 프로그래밍 가능한 히스테리시스를 추가할 수 있다. 전용 히스테리시스 핀을 사용하는 것은 소스 임피던스가 높은 경우에도 편리하다. 입력이 히스테리시스 네트워크에서 분리되기 때문이다.^[26] 히스테리시스가 추가되면 비교기는 히스테리시스 대역 내의 신호를 해결할 수 없다.

4. 3. 출력 유형

비교기는 출력이 두 가지 상태, 즉 0에 가깝거나 전원 전압에 가까운 상태를 가진다. 바이폴라 레일 투 레일 비교기는 공통 이미터 출력을 가지며, 출력과 각 레일 사이에 작은 전압 강하가 발생한다. 이 전압 강하는 포화된 트랜지스터의 컬렉터-이미터 전압과 같다. 출력 전류가 작을 때, CMOS 레일 투 레일 비교기는 포화된 MOSFET을 사용하므로 바이폴라 비교기보다 레일 전압에 더 가까운 출력 전압을 보인다.^[27]

비교기의 출력은 오픈 드레인 또는 푸시-풀 방식으로 분류할 수 있다. 오픈 드레인 출력 방식의 비교기는 로직 하이 레벨을 정의하기 위해 양의 전원에 연결된 외부 풀업 저항을 사용한다. 오픈 드레인 비교기는 혼합 전압 시스템 설계에 더 적합하며, 높은 임피던스 특성 덕분에 여러 비교기를 단일 버스에 연결할 수 있다. 반면, 푸시-풀 출력 방식은 풀업 저항이 필요 없고 전류를 공급할 수 있다는 장점이 있다.

4. 4. 내부 기준 전압

비교기는 전압과 안정적인 기준 전압을 비교하는 데 자주 사용된다. TL431은 이러한 목적으로 널리 사용된다. 대부분의 비교기 제조업체는 칩 내부에 기준 전압을 통합한 비교기를 제공한다. 기준 전압과 비교기를 하나의 칩에 결합하면 공간을 절약할 뿐만 아니라 외부 기준 전압을 사용하는 비교기보다 공급 전류를 적게 소모한다.^[27]

다음은 다양한 기준 전압을 가진 IC의 예시이다.

제품명	기준 전압
MAX9062^[7]	200mV
LT6700^[28]	400mV
ADCMP350^[29]	600mV
MAX9025^[7]	1.236V
MAX9040^[30]	2.048V
TLV3012^[31]	1.24V
TSM109^[32]	2.5V

4. 5. 연속 비교기와 클럭 비교기

연속 비교기는 입력에 높거나 낮은 신호가 인가될 때마다 "1" 또는 "0"을 출력하며, 입력이 업데이트되면 빠르게 변경된다. 그러나 많은 응용 분야에서는 A/D 변환기 및 메모리와 같이 특정 시점에만 비교기 출력을 필요로 한다. 클럭 신호가 인가되는 특정 간격에서만 비교기를 스트로빙함으로써, 래치 비교기라고도 하는 클럭(또는 동적) 비교기 구조를 통해 더 높은 정확도와 더 낮은 전력을 얻을 수 있다. 종종 래치 비교기는 클럭이 높을 때 "재생 단계"를 위해 강력한 양의 피드백을 사용하고, 클럭이 낮을 때 "리셋 단계"를 갖는다.^[33] 이는 리셋 기간이 없으므로 약한 양의 피드백만 사용할 수 있는 연속 비교기와 대조된다.

5. 응용 분야

비교기는 다음과 같은 다양한 분야에서 응용된다.

영점 검출기(Null detectors): 비교기는 높은 이득 증폭기와 유사하여 입력 전압이 거의 같을 때(영점)를 감지하는 데 사용된다. 알 수 없는 전압과 기준 전압을 비교하여 알 수 없는 전압의 값을 파악한다. 다만, 정확도는 제한적이다.^[34]
영점 교차 검출기(Zero-crossing detectors): 교류 신호의 극성이 바뀔 때마다 비교기의 출력을 변경하여 신호를 정방형파로 만든다. 출력은 양의 펄스에 대해 HI(높음), 음의 펄스에 대해 LO(낮음)이다.^[35]
이완 발진기(Relaxation oscillator): 슈미트 트리거 구성을 통해 이완 발진기를 만드는 데 사용된다. 부귀환을 추가하여 회로가 자동 진동하게 한다.
레벨 시프터(Level shifter): 서로 다른 전압 레벨을 사용하는 논리 회로 간 인터페이스를 위해 사용된다. LM393^[37], TLV3011^[38], MAX9028^[7]과 같이 오픈 드레인 출력을 가진 비교기를 사용하여 변환할 전압을 유연하게 선택할 수 있다.
아날로그-디지털 변환기(Analog-to-digital converters): 입력 전압이 임계값보다 높은지 낮은지 판별하여 1비트 양자화를 수행하며, 플래시 ADC 등 다양한 아날로그-디지털 변환기에서 활용된다.^[39]
윈도우 검출기(Window detectors): 두 전압을 비교하여 주어진 입력 전압이 저전압인지 과전압인지 판단한다.
절대값 검출기(Absolute-value detectors): 두 개의 비교기와 디지털 논리 게이트를 사용하여 두 전압의 절대값을 비교한다.^[40]

5. 1. 영점 검출기 (Null detectors)

영점 검출기는 주어진 값이 0일 때를 식별한다. 비교기는 잘 균형 잡힌 입력과 제어된 출력 제한을 갖춘 매우 높은 이득 증폭기와 동일하기 때문에 영점 감지 비교 측정에 이상적이다. 영점 검출기 회로는 알 수 없는 전압(v_u)과 기준 전압(v_r) 두 개의 입력 전압을 비교한다. 기준 전압은 일반적으로 비반전 입력(+)에 연결되고, 알 수 없는 전압은 일반적으로 반전 입력(-)에 연결된다. (특정 입력이 다른 입력보다 클 때 회로도는 출력에 대한 부호에 따라 입력을 표시한다.) 입력이 거의 같지 않은 한, 출력은 양수 또는 음수(예: ±12V)이다. 영점 검출기의 경우, 입력 전압이 거의 같을 때를 감지하는 것이 목표이며, 이는 기준 전압이 알려져 있으므로 알 수 없는 전압의 값을 제공한다.

비교기를 영점 검출기로 사용할 때 정확도는 제한된다. 증폭기 이득에 전압 차이의 크기를 곱한 값이 전압 제한 내에 있을 때마다 0의 출력이 제공된다. 예를 들어, 이득이 10⁶이고 전압 제한이 ±6V인 경우 전압 차이가 6μV 미만이면 0의 출력이 제공된다. 이것을 측정의 근본적인 불확실성이라고 할 수 있다.^[34]

5. 2. 영점 교차 검출기 (Zero-crossing detectors)

영점 교차 검출기는 교류 신호의 극성이 바뀔 때마다 비교기의 출력을 변경하여 신호를 정방형파로 만든다. 비교기의 출력은 양의 펄스에 대해 HI(높음)이고 음의 펄스에 대해 LO(낮음)이다.^[35]

5. 3. 이완 발진기 (Relaxation oscillator)

비교기는 이완 발진기를 만드는 데 사용할 수 있다. 이는 정(+) 피드백과 부(-) 피드백을 모두 사용한다. 정 피드백은 슈미트 트리거 구성이다. 슈미트 트리거만으로는 쌍안정 멀티바이브레이터이다. 그러나 RC 회로가 트리거에 추가하는 느린 부귀환은 회로가 자동으로 진동하게 만든다. 즉, RC 회로의 추가는 히스테리시스 쌍안정 멀티바이브레이터를 무안정 멀티바이브레이터로 바꾼다.^[36]

5. 4. 레벨 시프터 (Level shifter)

비교기는 서로 다른 전압 레벨을 사용하는 논리 회로 간의 인터페이스를 위해 레벨 시프터로 사용될 수 있다. 이 회로는 LM393^[37], TLV3011^[38], 또는 MAX9028^[7]과 같이 오픈 드레인 출력을 가진 단일 비교기만 필요로 한다. 이 회로는 적절한 풀업 전압을 사용하여 변환할 전압을 선택하는 데 큰 유연성을 제공한다. 또한 MAX972^[7]^[27]와 같은 비교기를 사용하여 양극성 ±5V 로직을 단극성 3V 로직으로 변환할 수 있다.

5. 5. 아날로그-디지털 변환기 (Analog-to-digital converters)

비교기는 입력 전압이 주어진 임계값보다 높은지 낮은지 판별하여, 본질적으로 1비트 양자화를 수행한다. 이 기능은 플래시 ADC, 파이프라인, 연속 근사 ADC, 델타-시그마 변조, 폴딩, 보간, 이중 경사 등 거의 모든 아날로그-디지털 변환기에서 멀티비트 양자화를 달성하기 위해 다른 장치와 함께 사용된다.^[39]

5. 6. 윈도우 검출기 (Window detectors)

비교기는 윈도우 검출기에서 두 전압을 비교하여 주어진 입력 전압이 저전압인지 과전압인지를 판단하는 데 사용된다.

5. 7. 절대값 검출기 (Absolute-value detectors)

비교기는 절대값 검출기를 만드는 데 사용될 수 있다. 절대값 검출기에서는 두 개의 비교기와 디지털 논리 게이트를 사용하여 두 전압의 절대값을 비교한다.^[40]

참조

_[1] 웹사이트 LM111, LM211, LM311 Differential Comparators http://www.ti.com/li[...] Texas Instruments 2014-07-02
_[2] 웹사이트 LM339B, LM2901B, LM339, LM239, LM139, LM2901 Quad Differential Comparators http://www.ti.com/li[...] Texas Instruments 2014-07-02
_[3] 웹사이트 LMH7322 Dual 700 ps High Speed Comparator with RSPECL Outputs http://www.ti.com/li[...] Texas Instruments 2014-07-02
_[4] 서적 Electronics and Instrumentation for Scientists https://archive.org/[...] The Benjamin/Cummings Publishing Co
_[5] 웹사이트 Designing with comparators http://www.edn.com/d[...] 2001-03-29
_[6] 간행물 The impact of transistor sizing on power efficiency in submicron CMOS circuits 1997-07
_[7] 웹사이트 MAX9025, MAX9026, MAX9027, MAX9028: UCSP, 1.8V, Nanopower, Beyond-the-Rails Comparators With/Without Reference https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[8] 웹사이트 LTC1540 - Nanopower Comparator with Reference https://web.archive.[...] Linear Technology
_[9] 웹사이트 LPV7215 - Micropower, CMOS Input, RRIO, 1.8V, Push-Pull Output Comparator from the PowerWise® Family https://web.archive.[...] National Semiconductor Corporation
_[10] 웹사이트 MAX9060, MAX9061, MAX9062, MAX9063, MAX9064: Ultra-Small, Low-Power Single Comparators in 4-Bump UCSP and 5-SOT23 https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[11] 웹사이트 MCP6541: In Production https://web.archive.[...] Microchip Technology Inc.
_[12] 웹사이트 ADCMP572: Ultrafast 3.3 V Single-Supply Comparator w/CML Output Drivers https://www.analog.c[...] Analog Devices, Inc.
_[13] 웹사이트 LMH7220: High Speed Comparator with LVDS Output http://www.ti.com/pr[...] Texas Instruments
_[14] 웹사이트 MAX961, MAX962, MAX963, MAX964, MAX997, MAX999: Single/Dual/Quad, Ultra-High-Speed, +3V/+5V, Beyond-the-Rails Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[15] 웹사이트 LT1719 - 4.5ns Single/Dual Supply 3V/5V Comparator with Rail-to-Rail Output https://web.archive.[...] Linear Technology
_[16] 웹사이트 MAX9010, MAX9011, MAX9012, MAX9013: SC70, 5ns, Low-Power, Single-Supply, Precision TTL Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[17] 웹사이트 MAX9600, MAX9601, MAX9602: Dual ECL and Dual/Quad PECL, 500ps, Ultra-High-Speed Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[18] 웹사이트 Adding Hysteresis to comparators https://www.edn.com/[...] 2001-05-03
_[19] 웹사이트 LTC6702 - Tiny Micropower, Low Voltage Dual Comparators https://web.archive.[...] Linear Technology
_[20] 웹사이트 MAX9021, MAX9022, MAX9024: Micropower, Ultra-Small, Single/Dual/Quad Single-Supply Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[21] 웹사이트 MAX9030, MAX9031, MAX9032, MAX9034: Low-Cost, Ultra-Small, Single/Dual/Quad Single-Supply Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[22] 웹사이트 LMP7300 - Micropower Precision Comparator and Precision Reference with Adjustable Hysteresis from the PowerWise® Family https://web.archive.[...] National Semiconductor Corporation
_[23] 웹사이트 MAX931, MAX932, MAX933, MAX934: Ultra-Low-Power, Low-Cost Comparators with 2% Reference https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[24] 웹사이트 MAX971, MAX972, MAX973, MAX974, MAX981, MAX982, MAX983, MAX984: Ultra-Low-Power, Open-Drain, Single/Dual-Supply Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[25] 웹사이트 ADCMP341: Dual 0.275% Comparator and Reference with Programmable Hysteresis https://web.archive.[...] Analog Devices, Inc.
_[26] 웹사이트 Adding Extra Hysteresis to Comparators https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[27] 웹사이트 Selecting the Right Comparator https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[28] 웹사이트 LT6700 - Micropower, Low Voltage, Dual Comparator with 400mV Reference https://web.archive.[...] Linear Technology
_[29] 웹사이트 ADCMP350: Comparator & 0.6V Reference in 4-SC70 w/ Open-Drain Active-Low Output https://www.analog.c[...] Analog Devices, Inc. 2023-07-01
_[30] 웹사이트 MAX9039, MAX9040, MAX9041, MAX9042, MAX9042A, MAX9042B, MAX9043, MAX9043A, MAX9050, MAX9051, MAX9052, MAX9052A, MAX9052B, MAX9053, MAX9053A, MAX9053B: Micropower, Single-Supply, UCSP/SOT23 Comparator + Precision Reference ICs https://web.archive.[...] Maxim Integrated Products
_[31] 웹사이트 TLV3012: Low-power comparator with reference (push-pull) https://www.ti.com/p[...] Texas Instrument
_[32] 웹사이트 TSM109/A: DUAL COMPARATOR AND VOLTAGE REFERENCE https://pdf.datashee[...] STMicroelectronics
_[33] 서적 Offset Reduction Techniques in High-Speed Analog-to-Digital Converters: Analysis, Design and Tradeoffs https://books.google[...] Springer
_[34] 서적 Electronics and Instrumentation for Scientists https://archive.org/[...] The Benjamin/Cummings Publishing Co
_[35] 서적 Electronics and Instrumentation for Scientists https://archive.org/[...] The Benjamin/Cummings Publishing Co
_[36] 서적 The Art of Electronics Cambridge University Press
_[37] 웹사이트 LM393: Dual differential comparator, commercial grade http://www.ti.com/pr[...] Texas Instrument
_[38] 웹사이트 TLV3011: Low-power comparator with reference (open-drain) https://www.ti.com/p[...] Texas Instrument
_[39] 서적 CMOS Analog Circuit Design Oxford University Press
_[40] 서적 2016 14th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS) IEEE Newcas 2016-06
_[41] 웹사이트 https://www.analog.c[...]

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com