電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行限幅和比較的電路，在測(cè)量和控制中有廣泛的應(yīng)用。利用集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特性，可以構(gòu)成多種電壓比較電路。
圖1是一種最簡(jiǎn)單的單限電壓比較器，其同相輸入端接地即參考電壓為零。圖中運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)（沒(méi)有反饋），由于集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，即使輸入端有一個(gè)非常小的差值信號(hào)，也會(huì)使輸出達(dá)到飽和值，因此集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，輸出電壓uo只有高電平、低電平兩種可能。當(dāng)輸入信號(hào)ui>0,則uo= ﹣uom；當(dāng)輸入信號(hào)ui<0,則uo= + uom。輸入信號(hào)每次經(jīng)過(guò)零點(diǎn)時(shí)輸出都要跳變，因而稱為過(guò)零比較器。
(a)過(guò)零比較器
(b)電壓傳輸特性
圖1 過(guò)零比較器及其電壓傳輸特性
若電壓比較器的參考電壓不為零，而是某一數(shù)值uref，則構(gòu)成圖2所示的一般單限電壓比較器。若將參考電壓接在反相輸入端，輸入信號(hào)接在同相輸入端，則當(dāng)輸入信號(hào)ui> uref，則uo= + uom；ui< uref，則uo= -uom。需要指出的是，電壓比較器中，使輸出電壓uo從高電平躍變?yōu)榈碗娖剑ɑ蛘邚牡碗娖杰S變?yōu)楦唠娖剑┑妮斎腚妷悍Q為閥值電壓，或轉(zhuǎn)折電壓，記作ut。求閥值電壓方法：分析計(jì)算up和un，然后使up=un，這時(shí)所對(duì)應(yīng)的ui=ut就是。例如，圖2（a）所示電路的閥值電壓即為ut= uref 。這種電壓比較器的特點(diǎn)是，輸入信號(hào)每次經(jīng)過(guò)參考電壓uref時(shí)輸出要跳變，也稱為一般單限電壓比較器。
(a)一般單限電壓比較器
(b)電壓傳輸特性
圖2 一般單限電壓比較器及其電壓傳輸特性
實(shí)際應(yīng)用中，為了限定運(yùn)放輸出電壓的幅值，以便與輸出端所接負(fù)載電平相配合，一般的電壓比較器的輸出端接入雙向穩(wěn)壓管dz進(jìn)行雙向限幅，如圖3（a）所示。r是限幅電阻，當(dāng)輸入信號(hào)ui> uref，則uo=+uz；當(dāng)輸入信號(hào)ui< uref，，則uo=-uz，電壓傳輸特性如圖3（b）所示。
(a)具有輸出限幅功能的電壓比較器
(b)電壓傳輸特性
圖3 具有輸出限幅功能的電壓比較器及其電壓傳輸特性