LM239芯片引脚图及功能详解

　　LM239是一款广泛应用于各种电子电路中的四路电压比较器，以其高精度、低功耗和宽工作电压范围而闻名。理解其引脚图和各引脚功能对于正确使用和设计基于LM239的电路至关重要。本文将深入探讨LM239芯片的引脚布局、每个引脚的具体功能，并介绍其在典型应用中的工作原理。

　　LM239引脚概述

　　LM239通常采用14引脚DIP（双列直插）或SOIC（小外形集成电路）封装。尽管封装形式可能不同，但引脚的编号和功能是标准化的。LM239芯片包含四个独立的电压比较器，这意味着它能够同时执行四路独立的电压比较任务。每个比较器都有一个反相输入端、一个同相输入端和一个输出端。此外，芯片还需要供电引脚来正常工作。

　　LM239引脚图详解

　　以下是LM239（以DIP-14封装为例）的引脚编号及其对应功能的详细描述：

　　引脚1：1OUT (比较器1输出) 这是第一个电压比较器的输出引脚。LM239的输出是集电极开路（Open-Collector）输出。这意味着在输出低电平（0V）时，它会吸收电流；在输出高电平时，它处于高阻态，需要一个外部上拉电阻才能拉到电源电压。当比较器1的同相输入电压高于反相输入电压时，该输出会变为低电平；反之，当反相输入电压高于同相输入电压时，输出处于高阻态。

　　引脚2：1IN- (比较器1反相输入) 这是第一个电压比较器的反相输入端。当施加到此引脚的电压高于同相输入引脚（1IN+）的电压时，比较器1的输出（1OUT）将处于高阻态。反之，当此引脚的电压低于同相输入引脚的电压时，输出将变为低电平。

　　引脚3：1IN+ (比较器1同相输入) 这是第一个电压比较器的同相输入端。当施加到此引脚的电压高于反相输入引脚（1IN-）的电压时，比较器1的输出（1OUT）将变为低电平。反之，当此引脚的电压低于反相输入引脚的电压时，输出将处于高阻态。

　　引脚4：2IN+ (比较器2同相输入) 这是第二个电压比较器的同相输入端，其功能与引脚3类似，控制着比较器2的输出（2OUT）。

　　引脚5：2IN- (比较器2反相输入) 这是第二个电压比较器的反相输入端，其功能与引脚2类似，控制着比较器2的输出（2OUT）。

　　引脚6：2OUT (比较器2输出) 这是第二个电压比较器的集电极开路输出引脚，功能与引脚1类似。

　　引脚7：VCC- (负电源/地) 这是芯片的负电源引脚，通常连接到地（GND）。在单电源供电应用中，它连接到地。在双电源供电应用中，它连接到负电源电压。这个引脚为芯片内部电路提供负向或接地参考。

　　引脚8：3OUT (比较器3输出) 这是第三个电压比较器的集电极开路输出引脚，功能与引脚1和引脚6类似。

　　引脚9：3IN- (比较器3反相输入) 这是第三个电压比较器的反相输入端，功能与引脚2和引脚5类似，控制着比较器3的输出（3OUT）。

　　引脚10：3IN+ (比较器3同相输入) 这是第三个电压比较器的同相输入端，功能与引脚3和引脚4类似，控制着比较器3的输出（3OUT）。

　　引脚11：4IN+ (比较器4同相输入) 这是第四个电压比较器的同相输入端，其功能与引脚3、引脚4和引脚10类似，控制着比较器4的输出（4OUT）。

　　引脚12：4IN- (比较器4反相输入) 这是第四个电压比较器的反相输入端，其功能与引脚2、引脚5和引脚9类似，控制着比较器4的输出（4OUT）。

　　引脚13：4OUT (比较器4输出) 这是第四个电压比较器的集电极开路输出引脚，功能与引脚1、引脚6和引脚8类似。

　　引脚14：VCC+ (正电源) 这是芯片的正电源引脚。它为LM239内部的四个比较器电路提供工作电源。LM239可以在宽电压范围内工作，通常为2V至36V的单电源供电，或$pm1 ext{V}至pm18 ext{V}$的双电源供电。这个引脚的电压是决定输出高电平状态时外部上拉电阻所能拉到的最大电压。

　　LM239的工作原理与特性

　　LM239的每个比较器都基于差分放大器的原理工作。它比较两个输入电压（同相输入和反相输入），并根据这两个电压的相对大小产生一个数字输出。

　　集电极开路输出： LM239的集电极开路输出是其一个重要特性。这意味着输出端在“高”状态时不是一个确定的电压，而是处于高阻态，需要一个外部上拉电阻连接到电源电压才能在输出高时获得期望的电压。这种设计允许LM239与不同电压水平的逻辑电路接口，例如TTL、CMOS等，只需选择合适的上拉电阻和上拉电压即可。同时，多个集电极开路输出可以实现“线与”功能，即当所有连接到上拉电阻的输出都处于高阻态时，总线才为高电平；只要有一个输出变为低电平，总线就会被拉低。

　　低功耗： LM239以其低静态电流消耗而闻名，这使其非常适合电池供电和对功耗敏感的应用。

　　宽工作电压范围： 无论是单电源还是双电源供电，LM239都能在较宽的电压范围内稳定工作，这增加了其在各种应用中的灵活性。

　　应用： LM239广泛应用于各种电路中，包括：

　　电压检测器： 用于检测电压是否超过或低于某个阈值。

　　过压/欠压保护电路： 在电源电压异常时提供保护。

　　零交叉检测器： 检测交流信号何时通过零点。

　　振荡器： 结合适当的反馈网络可以构成振荡电路。

　　窗口比较器： 检测电压是否落在特定电压窗口内。

　　电平转换器： 将一种电压电平的信号转换为另一种电压电平。

　　设计考量与注意事项

　　在使用LM239进行电路设计时，有一些重要的考量和注意事项：

　　输入电压范围： 虽然LM239具有宽的电源电压范围，但其输入电压通常不能超过正电源电压（VCC+）或低于负电源电压（VCC-）。超过这些限制可能会损坏芯片。

　　上拉电阻的选择： 上拉电阻的值会影响输出的上升时间以及输出电流能力。选择过大的电阻会增加上升时间，而过小的电阻会增加功耗。通常，上拉电阻的范围在几千欧姆到几十千欧姆之间，具体取决于应用需求。

　　输入偏置电流： LM239的输入偏置电流相对较小，但在高阻抗输入源的应用中，仍然需要考虑其影响，以避免产生额外的电压降。

　　噪声： 在高精度应用中，需要注意电源噪声和输入信号噪声对比较器性能的影响。可能需要添加旁路电容来稳定电源。

　　迟滞（Hysteresis）： 为了防止输入信号在阈值附近抖动引起的输出振荡，通常会在比较器电路中引入迟滞。这可以通过正反馈电阻网络来实现，使得比较器在上升和下降过程中有不同的切换点。

　　响应时间： LM239的响应时间虽然不是最快的，但对于大多数通用比较应用来说是足够的。在高速应用中，可能需要选择响应时间更快的比较器。

　　总结

　　LM239作为一款经典的四路电压比较器，以其独特的集电极开路输出、低功耗和宽电压范围的特性，在电子设计领域占据着重要地位。深入理解其14个引脚的功能，掌握其工作原理，并注意设计中的关键考量，能够帮助工程师们更好地利用LM239实现各种复杂的电压比较和检测功能。通过本文的详细介绍，相信您对LM239芯片的引脚图和功能有了更为全面的认识，为今后的电子设计实践奠定坚实的基础。