연산 증폭기와 비교기의 차이점 정리
기호는 둘 다 같은 삼각형이고 두 입력의 전압 차를 크게 증폭하지만, 만들어진 목적이 다릅니다. 연산 증폭기는 부귀환을 걸어 쓰는 것을 전제로, 발진하지 않도록 위상 보상을 넣고 출력을 아날로그 전압으로 매끄럽게 움직입니다. 비교기는 개루프로 사용하며, 두 전압의 대소를 H 또는 L의 2값으로 빠르게 출력하도록 만들어져 위상 보상이 없고 출력도 로직에 연결하기 쉬운 형태입니다. 그래서 연산 증폭기를 비교기 대신 쓰면 느리고, 비교기에 부귀환을 걸면 발진하기 쉽습니다.
| 비교 항목 | 연산 증폭기 | 비교기 |
|---|---|---|
| 주요 사용법 | 부귀환을 걸고, 이득이나 주파수 특성을 외부 저항이나 커패시터로 정합니다 | 개루프(또는 히스테리시스를 위한 정귀환)로 사용하며 전압의 대소를 판정합니다 |
| 출력 | 입력에 따라 연속적으로 변하는 아날로그 전압 | H 또는 L의 2값. 보통은 어느 한쪽으로 포화되어 있음 |
| 출력단 | 푸시풀. 전원 가까이까지 흔들리는 레일 투 레일 제품도 있음 | 오픈 드레인(오픈 컬렉터) 또는 로직 레벨에 맞춘 푸시풀 |
| 위상 보상 | 내부에 있음. 부귀환으로 이득을 1로 해도 발진하지 않는 제품이 많음 | 없음. 그만큼 빠르게 전환됩니다 |
| 속도를 나타내는 지표 | 이득 대역폭 곱(GBW)과 슬루율 | 전파 지연 시간(제품에 따라 수 ns~수 µs)과 출력의 상승·하강 시간 |
| 포화로부터의 회복 | 포화시키는 사용법을 상정하지 않음. 회복에 시간이 걸릴 수 있으며, 대부분 규정되어 있지 않음 | 포화와 반전을 반복하는 것을 전제로 만들어져 빠르게 전환됩니다 |
| 히스테리시스 | 보통은 사용하지 않음 | 외부 저항으로 정귀환을 걸거나 내장 제품을 사용해, 노이즈에 의한 출력 채터링을 방지합니다 |
| 입력 | 부귀환으로 두 입력의 전압이 거의 같게 유지됨(가상 단락). 입력 사이에 보호 다이오드를 가진 제품도 있음 | 두 입력에 큰 차이가 걸리는 것이 전제. 큰 차동 전압을 허용하는 제품이 많음 |
| 대체 | 느려도 되고 출력 레벨이 맞으면 비교기 대신 쓸 수 있는 경우도 있음 | 연산 증폭기 대신에는 쓸 수 없음. 부귀환을 걸면 발진하기 쉬움 |
| 주요 용도 | 증폭, 필터, 버퍼, 적분 회로, 센서 신호 조정 | 임계값 검출, 제로 크로스 검출, 전압 감시, 플래시형 ADC, PWM 생성 |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.