LM239芯片引腳圖及功能詳解

　　LM239是一款廣泛應用于各種電子電路中的四路電壓比較器，以其高精度、低功耗和寬工作電壓范圍而聞名。理解其引腳圖和各引腳功能對于正確使用和設計基于LM239的電路至關重要。本文將深入探討LM239芯片的引腳布局、每個引腳的具體功能，并介紹其在典型應用中的工作原理。

　　LM239引腳概述

　　LM239通常采用14引腳DIP（雙列直插）或SOIC（小外形集成電路）封裝。盡管封裝形式可能不同，但引腳的編號和功能是標準化的。LM239芯片包含四個獨立的電壓比較器，這意味著它能夠同時執行四路獨立的電壓比較任務。每個比較器都有一個反相輸入端、一個同相輸入端和一個輸出端。此外，芯片還需要供電引腳來正常工作。

　　LM239引腳圖詳解

　　以下是LM239（以DIP-14封裝為例）的引腳編號及其對應功能的詳細描述：

　　引腳1：1OUT (比較器1輸出) 這是第一個電壓比較器的輸出引腳。LM239的輸出是集電極開路（Open-Collector）輸出。這意味著在輸出低電平（0V）時，它會吸收電流；在輸出高電平時，它處于高阻態，需要一個外部上拉電阻才能拉到電源電壓。當比較器1的同相輸入電壓高于反相輸入電壓時，該輸出會變為低電平；反之，當反相輸入電壓高于同相輸入電壓時，輸出處于高阻態。

　　引腳2：1IN- (比較器1反相輸入) 這是第一個電壓比較器的反相輸入端。當施加到此引腳的電壓高于同相輸入引腳（1IN+）的電壓時，比較器1的輸出（1OUT）將處于高阻態。反之，當此引腳的電壓低于同相輸入引腳的電壓時，輸出將變為低電平。

　　引腳3：1IN+ (比較器1同相輸入) 這是第一個電壓比較器的同相輸入端。當施加到此引腳的電壓高于反相輸入引腳（1IN-）的電壓時，比較器1的輸出（1OUT）將變為低電平。反之，當此引腳的電壓低于反相輸入引腳的電壓時，輸出將處于高阻態。

　　引腳4：2IN+ (比較器2同相輸入) 這是第二個電壓比較器的同相輸入端，其功能與引腳3類似，控制著比較器2的輸出（2OUT）。

　　引腳5：2IN- (比較器2反相輸入) 這是第二個電壓比較器的反相輸入端，其功能與引腳2類似，控制著比較器2的輸出（2OUT）。

　　引腳6：2OUT (比較器2輸出) 這是第二個電壓比較器的集電極開路輸出引腳，功能與引腳1類似。

　　引腳7：VCC- (負電源/地) 這是芯片的負電源引腳，通常連接到地（GND）。在單電源供電應用中，它連接到地。在雙電源供電應用中，它連接到負電源電壓。這個引腳為芯片內部電路提供負向或接地參考。

　　引腳8：3OUT (比較器3輸出) 這是第三個電壓比較器的集電極開路輸出引腳，功能與引腳1和引腳6類似。

　　引腳9：3IN- (比較器3反相輸入) 這是第三個電壓比較器的反相輸入端，功能與引腳2和引腳5類似，控制著比較器3的輸出（3OUT）。

　　引腳10：3IN+ (比較器3同相輸入) 這是第三個電壓比較器的同相輸入端，功能與引腳3和引腳4類似，控制著比較器3的輸出（3OUT）。

　　引腳11：4IN+ (比較器4同相輸入) 這是第四個電壓比較器的同相輸入端，其功能與引腳3、引腳4和引腳10類似，控制著比較器4的輸出（4OUT）。

　　引腳12：4IN- (比較器4反相輸入) 這是第四個電壓比較器的反相輸入端，其功能與引腳2、引腳5和引腳9類似，控制著比較器4的輸出（4OUT）。

　　引腳13：4OUT (比較器4輸出) 這是第四個電壓比較器的集電極開路輸出引腳，功能與引腳1、引腳6和引腳8類似。

　　引腳14：VCC+ (正電源) 這是芯片的正電源引腳。它為LM239內部的四個比較器電路提供工作電源。LM239可以在寬電壓范圍內工作，通常為2V至36V的單電源供電，或$pm1 ext{V}至pm18 ext{V}$的雙電源供電。這個引腳的電壓是決定輸出高電平狀態時外部上拉電阻所能拉到的最大電壓。

　　LM239的工作原理與特性

　　LM239的每個比較器都基于差分放大器的原理工作。它比較兩個輸入電壓（同相輸入和反相輸入），并根據這兩個電壓的相對大小產生一個數字輸出。

　　集電極開路輸出： LM239的集電極開路輸出是其一個重要特性。這意味著輸出端在“高”狀態時不是一個確定的電壓，而是處于高阻態，需要一個外部上拉電阻連接到電源電壓才能在輸出高時獲得期望的電壓。這種設計允許LM239與不同電壓水平的邏輯電路接口，例如TTL、CMOS等，只需選擇合適的上拉電阻和上拉電壓即可。同時，多個集電極開路輸出可以實現“線與”功能，即當所有連接到上拉電阻的輸出都處于高阻態時，總線才為高電平；只要有一個輸出變為低電平，總線就會被拉低。

　　低功耗： LM239以其低靜態電流消耗而聞名，這使其非常適合電池供電和對功耗敏感的應用。

　　寬工作電壓范圍： 無論是單電源還是雙電源供電，LM239都能在較寬的電壓范圍內穩定工作，這增加了其在各種應用中的靈活性。

　　應用： LM239廣泛應用于各種電路中，包括：

　　電壓檢測器： 用于檢測電壓是否超過或低于某個閾值。

　　過壓/欠壓保護電路： 在電源電壓異常時提供保護。

　　零交叉檢測器： 檢測交流信號何時通過零點。

　　振蕩器： 結合適當的反饋網絡可以構成振蕩電路。

　　窗口比較器： 檢測電壓是否落在特定電壓窗口內。

　　電平轉換器： 將一種電壓電平的信號轉換為另一種電壓電平。

　　設計考量與注意事項

　　在使用LM239進行電路設計時，有一些重要的考量和注意事項：

　　輸入電壓范圍： 雖然LM239具有寬的電源電壓范圍，但其輸入電壓通常不能超過正電源電壓（VCC+）或低于負電源電壓（VCC-）。超過這些限制可能會損壞芯片。

　　上拉電阻的選擇： 上拉電阻的值會影響輸出的上升時間以及輸出電流能力。選擇過大的電阻會增加上升時間，而過小的電阻會增加功耗。通常，上拉電阻的范圍在幾千歐姆到幾十千歐姆之間，具體取決于應用需求。

　　輸入偏置電流： LM239的輸入偏置電流相對較小，但在高阻抗輸入源的應用中，仍然需要考慮其影響，以避免產生額外的電壓降。

　　噪聲： 在高精度應用中，需要注意電源噪聲和輸入信號噪聲對比較器性能的影響。可能需要添加旁路電容來穩定電源。

　　遲滯（Hysteresis）： 為了防止輸入信號在閾值附近抖動引起的輸出振蕩，通常會在比較器電路中引入遲滯。這可以通過正反饋電阻網絡來實現，使得比較器在上升和下降過程中有不同的切換點。

　　響應時間： LM239的響應時間雖然不是最快的，但對于大多數通用比較應用來說是足夠的。在高速應用中，可能需要選擇響應時間更快的比較器。

　　總結

　　LM239作為一款經典的四路電壓比較器，以其獨特的集電極開路輸出、低功耗和寬電壓范圍的特性，在電子設計領域占據著重要地位。深入理解其14個引腳的功能，掌握其工作原理，并注意設計中的關鍵考量，能夠幫助工程師們更好地利用LM239實現各種復雜的電壓比較和檢測功能。通過本文的詳細介紹，相信您對LM239芯片的引腳圖和功能有了更為全面的認識，為今后的電子設計實踐奠定堅實的基礎。