LM339是一款常用的四路比较器（Comparator），它广泛应用于各种电子系统中，用于对信号进行比较并输出相应的逻辑信号。LM339不仅应用于模拟电路中，还可以作为数字电路的一部分，提供高效的信号处理。本文将详细介绍LM339引脚图及其功能，并深入分析其工作原理、应用场景和常见的使用方法。

一、LM339概述

LM339是一款由美国国家半导体公司（现为德州仪器）生产的四路比较器集成电路。LM339的输出是开集电极形式的，这意味着它能够与外部的上拉电阻连接，形成不同的电压输出状态。LM339的工作电压范围广泛，适用于低压电源的应用，能够在单电源或双电源系统中工作。

二、LM339引脚图

LM339的封装形式通常为DIP-14、SOP-14等，具有14个引脚。以下是LM339的引脚功能及其详细介绍：

1. 引脚1（IN−1）：第一通道的负输入端，输入的模拟信号将与参考信号进行比较。

2. 引脚2（IN+1）：第一通道的正输入端，输入的参考信号（或与其他信号比较）会在该引脚接入。

3. 引脚3（OUT1）：第一通道的输出端，该端为开集电极输出。当输入信号大于或小于参考电压时，输出端会输出低或高电平，具体取决于输入信号的大小。

4. 引脚4（V−）：电源负极，通常连接至地（GND），用于提供电源的负端。

5. 引脚5（IN−2）：第二通道的负输入端，信号通过此引脚与参考信号进行比较。

6. 引脚6（IN+2）：第二通道的正输入端，连接参考信号。

7. 引脚7（OUT2）：第二通道的输出端，类似第一通道的输出，当比较结果满足条件时，输出会发生改变。

8. 引脚8（V+）：电源正极，连接至正电源，提供所需的电源电压。

9. 引脚9（IN−3）：第三通道的负输入端，输入信号进入此引脚。

10. 引脚10（IN+3）：第三通道的正输入端，输入参考信号。

11. 引脚11（OUT3）：第三通道的输出端，输出开集电极信号。

12. 引脚12（IN−4）：第四通道的负输入端，输入信号进行比较。

13. 引脚13（IN+4）：第四通道的正输入端，参考信号通过此引脚进入。

14. 引脚14（OUT4）：第四通道的输出端，类似于其他通道的输出，开集电极形式。

三、LM339的工作原理

LM339内部包含四个独立的比较器，每个比较器都有两个输入端：一个正输入端（IN+）和一个负输入端（IN−）。这些比较器用于比较两个输入信号的大小，并根据比较的结果控制输出状态。

• 比较原理：每个比较器都能根据输入信号的大小来确定输出状态。如果正输入信号（IN+）大于负输入信号（IN−），则比较器输出低电平；反之，如果负输入信号（IN−）大于正输入信号（IN+），则输出高电平。由于LM339的输出是开集电极形式，因此需要外接上拉电阻来实现电平的转换。

• 开集电极输出：LM339的每个比较器的输出都具有开集电极形式。这意味着它的输出并不是一个普通的电压信号，而是一个通过外部电阻拉升的电平信号。当比较器的输出状态为低电平时，开集电极输出将会被拉至接地电位；而当输出为高电平时，则通过上拉电阻拉升至接近电源电压的电平。

• 单电源和双电源：LM339可以在单电源或双电源配置下工作。在单电源模式下，负电源引脚（V−）通常连接到地；而在双电源模式下，V−引脚连接负电源，V+引脚连接正电源。单电源工作模式使LM339适用于低电压应用，而双电源工作模式则提供了更大的灵活性。

四、LM339的功能和特性

LM339作为一款比较器，具有以下主要功能和特性：

1. 低功耗：LM339具有较低的静态功耗，适合用于低功耗电路和电池供电的设备。

2. 高增益：LM339的比较器具有较高的增益，使其在输入信号差异较小的情况下仍能准确比较输入信号。

3. 宽工作电压范围：LM339可以在2V到36V的工作电压范围内稳定工作，这使得它在各种电源配置下都能正常工作。

4. 四路比较器：LM339集成了四个独立的比较器，可以在一个芯片内完成多个信号的比较，适合多路信号的同时处理。

5. 开集电极输出：LM339的开集电极输出使得它可以与其他逻辑电路方便地连接，并且可以支持不同的逻辑电平。

6. 输入电压范围宽广：LM339的输入电压可以跨越整个电源电压范围，具有很好的输入灵活性。

五、LM339的应用

LM339广泛应用于多种场合，尤其是在需要进行信号比较的系统中。以下是一些常见的应用领域：

1. 电压比较器

LM339最常见的应用是作为电压比较器。在这种应用中，LM339用于比较两个输入电压，并输出一个对应的高或低电平。通过设置参考电压，LM339可以用于实现电压监测、过压或欠压保护等功能。

2. 零交叉检测

LM339可以用于零交叉检测电路中，在交流电信号的零交叉点进行触发。当交流信号通过零点时，LM339可以输出一个稳定的逻辑信号，应用于诸如相位锁定环（PLL）等电路。

3. 温度监测

通过将热电偶或热敏电阻等温度传感器的输出连接到LM339的输入端，能够实现温度监测。LM339可以比较温度传感器的输出电压与参考电压，从而检测温度是否超出预设的范围。

4. 过载保护

在电流监控系统中，LM339常常被用作过载保护电路。通过对电流传感器的输出进行比较，当电流超过设定值时，LM339能够发出警报信号或者触发保护措施。

5. 数字信号生成

LM339的输出可以驱动外部的数字电路，因此它也常用于产生定时信号、脉冲宽度调制（PWM）信号等。通过适当设置输入信号，LM339可以用于数字信号的生成。

六、LM339的应用电路实例

1. 过压保护电路

在电源系统中，LM339常用于实现过压保护功能。当电源电压超过设定阈值时，LM339的输出将变为低电平，驱动外部电路切断电源，防止电路损坏。

2. 温度报警电路

通过将热电偶或热敏电阻与LM339连接，可以实现温度报警。设定一个参考电压，当温度达到某一阈值时，LM339的输出发生变化，从而触发报警。

七、LM339与其他比较器的区别

与其他比较器（如LM393、LM391等）相比，LM339具有一些独特的优势和特点。LM393和LM339具有相似的工作原理，但LM339的输出为开集电极，而LM393是开漏输出，适用于不同的电路设计。

八、总结

LM339是一款功能强大且应用广泛的比较器，它的四路比较器设计、开集电极输出以及宽电压工作范围使其在多个领域中都能够得到应用。从简单的电压监测到复杂的数字信号处理，LM339都能提供准确的信号比较和可靠的输出响应。