LM311 相当:究極のガイド

差動コンパレータは、より大きなデジタル信号を出力する前に 2 つの電流または電圧を比較する電子デバイスです。それらは主に高ゲインの差動アンプを備えており、ADC などのアナログ信号をデジタル化および測定するデバイスで最適に機能します。コンパレータの 1 つのクラスには、LM311 IC などのオペアンプ電圧コンパレータが含まれます。今日の記事では、ピン配置、機能、アプリケーション、回路例、および LM311 の等価物について説明します。

オペアンプコンパレータ

LM311 とは?

LM311 は費用対効果の高い電圧コンパレータで、漏水検出や調光などの複数の比較回路に一般的に適用されます。ほとんどが 8 ピンパッケージです。

LM311 チップ

LM311 ピン配置

LM311 のピン配置

以下で説明するように、LM311 には合計 8 つのピンがあります。

Pin1/ エミットアウト / エミッター出力ピン; 出力のトランジスタエミッタピンとして機能します。

ピン 2/ 非反転入力ピン (IN+); 比較用の可変電圧を提供します。

ピン 3/反転入力 (IN-); 可変電圧と比較する固定電圧を受け取ります。

ピン 4/ グラウンド (VCC-); システムのグランドに接続します。また、ここに負の電圧を印加することもできます。

ピン 5/バランスピン; DCオフセット電圧をオフにします。また、オフセットとバイアスで低入力電流が必要です。

ピン 6/ストロボ入力/バランス; 出力段をオフにします。

Pin7/ COL OUT/ コレクタ出力ピン; トランジスタのコレクタ出力として動作します。

ピン 8/VCC+; オペアンプに最大+15Vの動作電源電圧を提供します。

LM311 IC の機能 / 技術仕様

LM311 のいくつかの技術仕様とチップの機能は次のとおりです。

まず、電源範囲が広いことです。たとえば、デュアル電源の範囲は±2.5V～±15Vですが、シングル電源の範囲は5V～30Vです。
次に、その出力と入力をシステムのグランドから分離できます。
第三に、低消費電力設計であるため、ほとんどの MOS および TTL 負荷を動作させることができます。
最大 50mA および 50V の負荷を駆動することもできます。
ストロボ機能とオフセットバランス機能を備えています。
さらに、2 つのオペアンプに単一電源で確実な動作を提供できます。
8 ピン PDIP、8 ピン SOIC、8 ピン SO、および 8 ピン TSSOP パッケージで見つけることができます。
最後に、VCC+ ピンからの最大電流は 7.5mA です。

LM311 と同等の ICS

多くの場合、NTE922 と LT111A は LM311 の完全な同等物として機能します。また、LM324、LM339、LM211、OP07、LM111、LM358、LM741 などの代替コンパレータオペアンプ IC を使用することもできます。

LM358 IC

LM311 コンパレータオペアンプの用途

一般に、LM311 コンパレータオペアンプは、電子機器の電圧比較に役立ちます。他の電圧コンパレータに対する利点は、パッケージに出力トランジスタが含まれていることです。さらに、そのハードウェアはトランジスタのエミッタとコレクタを制御できるため、多くのアプリケーションに最適です。

LM311 の簡略回路図

これまで見てきたように、そのトランジスタは最大 50mA および 50V の MOS、RTL、および TTL 負荷などの負荷を駆動できます。さらにトランジスタを使用して、負荷をシステムグランドから分離することができます。

LM311 IC の使い方

ここでは、LM311 IC 電圧コンパレータを使用するプロジェクトをいくつか紹介します。

LM311 IC を使用した熱センサー

回路図

LM311 IC を使用した熱センサーの基本回路図

回路説明

LM311 はコンパレータモードです。
さらに、熱センサーとして動作する 10K (負の温度係数) NTC サーミスタなどの受動部品があります。
次に、回路内の 20K の可変抵抗器が推奨される熱レベルを設定します。
LED 電球は LM311 出力として機能します。
サーミスタ周辺の熱が事前に設定されたレベルまで上昇すると、LM311 IC 出力が増加するため、LED が点灯します。

LM311 ライトコントローラー回路

回路図

LM311 ライトコントローラーの回路図

回路の説明と動作

LM311 などの電圧コンパレータ IC があります。
次に、6V の基準電圧を生成する IC1 の非反転入力に抵抗 R4 と R3 を配置します。
コンパレータ出力が低く、反転入力端子の電位が高い場合、Q1 は期待どおりにオンしません。その後、リレーが機能しなくなります。抵抗は、光抵抗器の抵抗が暗闇でより多くのメガオームに達するために発生します。
反対に、ハイコンパレータ出力とロー反転入力端子は、リレーを駆動しながらQ1をオンにします。このとき、フォトレジスタの抵抗は約 5 ～ 10K です。 LM311 の入力 +- を調整すると、逆の結果になります。
最後に、R1 を調整すると、リレーを駆動する照度のレベルを設定できます。