LM393是一款经典的双路电压比较器,采用8引脚封装(DIP-8/SOP-8等)。
一、各引脚详细功能
引脚1(OUT A):比较器A的输出端,开集电极结构,需外接1kΩ~10kΩ上拉电阻。
引脚2(IN A-):比较器A的反相输入端,通常接入参考阈值电压。
引脚3(IN A+):比较器A的同相输入端,接入待检测的模拟信号。
引脚4(GND):芯片接地端,接电源负极或系统公共地。
引脚5(IN B+):比较器B的同相输入端,接入第二路待检测信号。
引脚6(IN B-):比较器B的反相输入端,接入第二路参考阈值电压。
引脚7(OUT B):比较器B的输出端,特性与引脚1完全一致,需外接上拉电阻。
引脚8(VCC):芯片正电源端,支持2V~36V宽电压供电,兼容5V、12V等常用工业电源。
二、引脚识别方法
缺口定位法,芯片半圆缺口朝上时,左下角第一个引脚为1号引脚,逆时针依次编号到8号。
圆点定位法,带圆形凹点标记的芯片,凹点旁的引脚即为1号引脚。
文字朝向法,芯片型号文字正放时,左下角第一个引脚就是1号引脚。

LM393之所以在嵌入式、工控电路中被广泛选用,核心优势就来自它的开集电极(开漏)输出结构,无需复杂外围电路就能天然适配多电平系统,大幅简化硬件设计。
开集输出核心优势
灵活跨电平适配
输出电平完全由外接上拉电源决定,不受芯片自身供电电压限制,轻松实现不同电压域的信号转换:
芯片5V供电,输出端10k电阻上拉到3.3V,输出电平可直接对接STM32、ESP32等3.3V主控IO口。
芯片12V供电,输出端上拉到5V,输出信号完美兼容传统5V单片机系统。
无需额外增加电平转换芯片,单颗器件就能覆盖多电压等级的混合系统,大幅缩减BOM成本。
原生支持线与逻辑
多个LM393的输出端可直接并联,共用一个上拉电阻,无需额外逻辑门就能实现“任意一路触发,总输出直接拉低”的线与逻辑。
特别适配工控多路保护场景:过流、过压、超温等多个检测通道,任意一路触发异常,就能立刻拉低总报警信号,响应速度快、电路结构极简。
强负载驱动能力
开集输出灌电流最大可达16~20mA,可直接驱动小型继电器、LED指示灯等负载,无需额外增加驱动三极管。
低电平输出饱和电压仅150mV左右,带载时电平跌落极小,信号可靠性高。
配套设计要点
输出端必须外接1kΩ~10kΩ上拉电阻,才能输出稳定高电平,避免悬空导致的电平不确定。
多路并联线与时,上拉电阻阻值可统一选4.7kΩ~10kΩ,兼顾电平速度和功耗。
输入侧可通过增加1~10mV的滞回正反馈,避免信号抖动导致的输出误跳变,进一步提升工业场景下的抗干扰能力。

LM393是双路电压比较器,在此电路中,其工作原理如下:
电压比较原理基础:LM393通过比较同相输入端(5脚)和反相输入端(6脚)的电压来输出信号。当同相输入端电压高于反相输入端电压时,理论上输出端(7脚)会输出高电平;当同相输入端电压低于反相输入端电压时,输出端会输出低电平。
输入电压形成:在输入部分,由多个电阻组成的分压电路对5V电源进行分压,从而在同相输入端5脚和反相输入端6脚形成不同的输入电压。电容起到滤波等作用,减少电压波动干扰。
输出特性:由于LM393是开集电极输出,输出端7脚需要外接上拉电阻(图中接1kΩ电阻上拉到3.3V)。当输出高电平时,实际上是上拉电阻将输出端拉到3.3V;输出低电平时,输出端接地,为低电平。这样的输出方式使得它可以灵活适配不同电平系统,如本电路中可以适配3.3V的后续电路。
总结
LM393通过比较同相输入端(5脚)和反相输入端(6脚)的电压来工作。输入部分的电阻分压电路形成不同输入电压,电容起滤波作用。当同相端电压高于反相端电压,输出端外接上拉电阻将其拉到3.3V(高电平);当同相端电压低于反相端电压,输出端接地为低电平,从而实现电压比较及电平适配功能。
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