¿Cómo funciona exactamente un comparador?

El núcleo de un comparador suele ser un par de cola larga. Esta es una disposición de transistores que amplifica la diferencia entre dos señales, presenta una alta impedancia de entrada (especialmente si es MOSFET) y, por lo general, rechaza algo del voltaje común. En términos de circuito, el par de cola larga está cerca de la entrada del comparador.

El núcleo del funcionamiento del par de cola larga (BJT) es en realidad el principio básico de una corriente de amplificación de transistor único que pasa por la unión base-emisor.

Considere un transistor único con una señal presentada en su base y una resistencia grande en su emisor. La corriente que fluye a través de la unión base-emisor estará determinada por la resistencia del emisor (ley de ohmios) que se determinará por la tensión en el emisor, que será aproximadamente 0,6 V (o lo que sea que tenga) menos que la tensión base . Así que IBE variará con la señal de entrada. Así que ICE será un múltiplo de eso. Eso significa que la corriente del colector en tal disposición variará en proporción con el voltaje en la base y, por lo tanto, al agregar una resistencia en el colector, esto se puede detectar como un voltaje en la parte inferior de la resistencia del colector (nuevamente la ley de ohmios) .

Hasta ahora, tan convencional. Ahora aquí está la cosa. ¿Qué pasa si se agregó más corriente directamente en la resistencia del emisor, mágicamente de alguna otra fuente? Se atraería menos corriente a través del transistor (el voltaje que se mantiene constante por la fuente menos el impuesto del transistor) y, por lo tanto, la corriente a través de IBE y, por lo tanto, ICE bajaría y el voltaje en la resistencia de colector bajaría. Esta corriente mágica actúa contra la entrada.

Lo has adivinado, esta corriente mágica proviene del otro transistor, que toma la otra entrada y trata de obtener / su / corriente a través de la resistencia del emisor. En efecto, la resistencia del emisor está actuando como un sumidero de corriente constante y los dos transistores están luchando para que su corriente de pase. Cuanto mayor sea su voltaje que el de su vecino, más éxito tendrán. Que todo termine de forma simétrica es brillante porque ninguna entrada tiene privilegios sobre la otra.

Los diseños de gama alta en realidad reemplazan la resistencia del emisor con un sumidero de corriente constante adecuado, ya que la resistencia no es perfecta como dispositivo de corriente constante (depende de la polarización). Pero hay dos transistores que luchan por su parte.

En la mayoría de los diseños verá grifos en las dos resistencias de colector. No te preocupes demasiado por eso. Obviamente, es mejor usar ambos, ya que rechaza algunas cosas de modo común, pero a un nivel crudo, cada uno es un resultado alternativo .

[El TL; DR: cada transistor está luchando para obtener su corriente a través de la resistencia del emisor. Su fuerza en esto se basa en el valor de su entrada. La cantidad por la cual están teniendo éxito se detecta por la cantidad de corriente que están extrayendo. Es como un combate de lucha libre. Cuánto ganan está determinado por su propia fuerza menos la de su oponente].

Lo siento por la falta de diagramas, no tengo instalaciones disponibles.

En el corazón de un comparador hay un par de cola larga . Este subcircuito se usa para tomar la diferencia entre los dos voltajes directamente, y luego esta diferencia es amplificada por el resto del circuito del comparador para estar lo más cerca posible de los rieles (aunque un comparador de OC solo tirará de la salida baja o flotar).