LM393电压比较器内部电路如图所示，它由多路电流镜电路，差分电路，共射电路和OC输出级四个部分构成。其中多路电流镜电路构成与电源电压无关的偏置电路，为电路中各部分的晶体管提供必要的偏置电流，可使电路在不同电源电压下稳定工作；差分电路为比较器，其中的四个二极管构成加速电路，提高电路的比较速度；共射电路和OC输出级将差分电路的输出信号进行两次反相放大后，以OC形式输出信号，OC输出级可使电路能够满足后续电路电平的需要。

什么是比较器

比较器负级接参考电压，正极电压大于从参考电压时，输出高电平；否则输出低电平。

LM393比较器工作原理

lm393比较器简化电路图如上，由多个恒流源构成的偏置电路、一个差分输入级，与一个开漏输出级构成的。这与仿真原理图一致：

可以对各个部分单独分析：

恒流源：由架构简化图可知，差动级上用了两个3.5uA的恒流源作为入门级差动管的直流偏置，然后有一个100uA的恒流源作为主差动级的偏置。实际仿真，观察到正常工作时的电流是3.7uA和75uA，误差在合理范围内。原架构有100uA的主放大级偏置，仿真结果是92uA，相当接近。

恒流源则通过电流镜产生。偏置电路左侧整排都是电流镜，它们的基极都直接或通过电阻与三极管基极相连，并与电源有连接。他们的电流也大多为90uA左右（基极连有电阻的为60uA）,最后汇总到一个恒流源里边。3.9k欧电阻上流过的电流为155uA（≈92+61）。另一路是90uA。都符合电流镜的特性。

差分级：同样利用了电流镜的特性，结合上文讲的偏置电路，使差分左右两侧工作状态完全一致。然后连接非镜像侧的集电极到放大级，就能够完成差分信号转单端。

放大级：为共射放大，经过两次反相，输出同相方波。

LM393使用开漏输出。改变上拉电阻可以改变上升时间。

PCB设计与调试

绘制原理图与PCB：

进行焊接测试：

连接ADALM2000，从反相输入端输入一个10kHz的正弦信号，正向端接地，进行过零比较：

可以看到，比较器输出的电平信号在正弦经过0V时发生，其能正常工作。

提高输入信号的频率，可以看到它仍能正常工作

然后测试其压摆率，计算从10%电压上升到90%电压所需的时间和幅度。