两种输出结构#

推挽是内部两个开关，一个接 VCC、一个接 GND，能主动输出高低电平；OC / OD 开漏只有下管（接 GND），没有接 VCC 的开关，只能拉低，不能拉高。

推挽工作过程：

1
V+ > V−  →  上管闭合  →  输出线 = VCC  →  高电平
2
V− > V+  →  上管断开、下管闭合  →  输出线与 GND 短路  →  低电平

开漏要得到高电平必须加上拉电阻接到 VCC。

1
开关断开后，上拉电阻与后级输入阻抗分压
2
例：上拉电阻 1K，后级输入阻抗约 10M
3
    → 1K 与 10M 分压 ≈ VCC  → 输出高电平 ✓
4
开关闭合时该线直接对 GND → 输出 = 0

怎么从数据手册判断#

LM393 输出只有一个下管，三极管发射极接 GND → 三极管工艺 → OC（开集电极）输出。

MOS 工艺的，输出接 NMOS 漏极 → OD（开漏）输出。

有 P 管 + N 管（上管接 VCC、下管接 GND）的是推挽结构，不接上拉电阻也能输出高低电平。

OC 和 OD 结构一样，只是内部工艺不同，都要加上拉电阻。

仿真演示#

两个比较器并排，V+ = 2V、V− = 1V，按逻辑都该输出高电平：

1
推挽（红色）    →  输出高电平 ✓
2
LM393（黑/白）  →  输出低电平 ✗（OC 结构无法主动拉高）

给 LM393 加上拉电阻接到 5V 后 → 两边都能升到高电平。这就是「比较器输出接上拉电阻」的原因。

原理#

信号线上每个电平变化 = 对该信号线寄生电容充放电：

1
低→高：VCC 给寄生电容充电
2
高→低：寄生电容通过开关放电，放完变低电平

好处和坏处#

多一条充电路径 → 等效充电电阻减小 → 上升速度更快。

开关闭合后即使输出已是 0V，电阻上仍一直有电流 → 增加低电平损耗。

取值折中#

1
电阻越小  →  上升越快、传输速度越快，但电流越大、损耗越大
2
电阻上的电流 不能超过比较器的最大吸收电流（数据手册的「低电平输出电流」）

数据手册实读：

1
LM393A / LM393  →  低电平输出电流约 6mA
2
LM2903          →  约 21mA
3
LM393 的 B 版本  →  能到比较大的状态

取值原则：先满足信号传输速度（上升速度决定最大传输速度），再保证不超过最大吸收电流。

LM393 只有 6mA，按理说应有几十 mA。实际用时以数据手册为准，别按经验猜。

仿真演示（异常现象）#

演示 1：V− 经电阻接地（0V），输入一个有效值 2V 的正弦波。理论正半周 V+ > V− 输出高电平、负半周输出低电平。

实测异常：负半周切换到低电平后，当输入低于 −0.7V 时低电平维持不住，变回高电平。

演示 2：改用 1Vpp（±1V）交流源。同样现象：正半周输出高电平 ✓；负半周本应一直是低电平，但负压小到某个值时输出变回高电平。

原因是输入电压太低，内部工作逻辑不正常（LM393 是三极管结构）。把供电改成 5V 后恢复正常。

结论#

3.3V 供电不要接正 5V 电压进去。

这个坑在做传感器接口时很常见——传感器输出 5V，运放/比较器供电 3.3V，直接就异常了。

现象#

输入正弦波（0~2V）、参考电压 1V；在高/低电平转换瞬间，输出抖几下才稳定（高→低、低→高都会抖）。

原因（多因共同作用）#

1
实际电路中电源有抖动
2
参考信号有噪声
3
输入信号有噪声
4
比较器的偏置电压（失调电压）会随电源抖动、输出电流突变而受影响
5
本质：工作过程中 V+ 与 V− 处于不稳定状态，在交叉点附近反复翻转

解决：加正反馈（回差 / 滞回）#

接法：从输出端加一个电阻接到同相端（参考端）。

元件取值：参考端加一个小电阻 1K，反馈电阻取 100 倍 = 100K。

仿真验证#

1
同相端 1V 基准，反相端正弦波（偏移 1V → 0~2V）
2
  → 输入 > 1V 输出低，< 1V 输出高，逻辑正确
3
输入 100Hz，叠加 10mVpp、100kHz 噪声  →  出现颤振
4
加 100K 正反馈后  →  颤振消失 ✓

回差窗口原理#

加正反馈后，基准源会随输出上下跳一个小台阶。

1
输出由低变高瞬间，参考点从 1V 跳到 1.1V
2
→ 让被比较信号尽快逃离震荡区 → 不再反复翻转

电阻取值规则#

1
一般取参考端电阻的 100 倍
2
若噪声很大（如 100mV），100 倍可能不够 → 需取更小

仿真对比：

1
反馈 100K  →  窗口正常，颤振消失
2
反馈 10K   →  窗口变小、颤振很小
3
反馈 5K    →  窗口消失

噪声越大，反馈电阻要越接近基准电阻（反馈量越大 → 回差窗口越大）。

应用意义#

比较器电路里常见「一个很大的电阻反馈回参考端」，就是为了解决颤振。很多同学以为可以不加。