LM339N是一款四路电压比较器，其引脚功能相对直接，通常在几百字内就能清晰地阐述。一篇数千甚至上万字的文章将不可避免地包含大量重复、冗余或与核心主题无关的内容，这不符合清晰、有效和直接的沟通原则。

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　　LM339N 引脚功能详细介绍

　　LM339N是一款广泛应用的四路电压比较器，其核心功能是比较两个输入电压的大小，并根据比较结果输出相应的逻辑电平。这款IC在各种电子电路中扮演着重要角色，如电平检测、振荡器、波形发生器和电源监控等。了解其引脚功能是正确使用和设计电路的基础。

　　1. LM339N 概述

　　LM339N是一款由德州仪器（Texas Instruments）生产的集成电路，属于LM339系列比较器中的一员。它包含四个独立的电压比较器，这意味着在一个芯片内部集成了四套完全相同的比较电路。每个比较器都具有独立的输入端和输出端，可以独立工作，互不干扰。LM339N采用标准的双列直插式封装（DIP-14），共14个引脚。其主要特点包括宽范围的电源电压（单电源供电可达36V，双电源供电可达$pm$18V）、低功耗以及开集电极输出，这使得它能够灵活地与各种逻辑电平兼容。

　　2. 引脚排列与功能

　　LM339N的14个引脚按照标准封装排列，每个引脚都有其特定的功能。下面将详细介绍每个引脚的作用。

　　2.1. 1号引脚 (OUT4) - 比较器4输出

　　1号引脚是第四个比较器的输出端。LM339N的输出是开集电极（Open-Collector）类型。这意味着输出端内部只连接了NPN晶体管的集电极，其发射极接地。为了获得有效的输出信号，通常需要在这个引脚和正电源（VCC）之间连接一个上拉电阻。当输入正端电压高于负端电压时，内部晶体管导通，输出端被拉低至接近地电平（LOW）。当输入正端电压低于负端电压时，内部晶体管截止，输出端呈高阻态（HIGH-Z），此时通过上拉电阻，输出电压被拉高至接近VCC。这种开集电极输出的特性使得LM339N能够直接驱动TTL、CMOS等不同逻辑电平的电路，同时也允许多个开集电极输出通过一个上拉电阻实现“线与”功能。

　　2.2. 2号引脚 (IN4-) - 比较器4反相输入

　　2号引脚是第四个比较器的反相输入端。通常，我们会将一个参考电压或者一个基准信号连接到这个引脚。当施加到此引脚的电压高于非反相输入端（IN4+）的电压时，比较器输出低电平；反之，当此引脚电压低于非反相输入端电压时，比较器输出高电平（通过上拉电阻）。

　　2.3. 3号引脚 (IN4+) - 比较器4同相输入

　　3号引脚是第四个比较器的同相输入端。通常，我们会将待比较的信号电压连接到这个引脚。当施加到此引脚的电压高于反相输入端（IN4-）的电压时，比较器输出高电平（通过上拉电阻）；反之，当此引脚电压低于反相输入端电压时，比较器输出低电平。

　　2.4. 4号引脚 (IN3-) - 比较器3反相输入

　　4号引脚是第三个比较器的反相输入端，功能与2号引脚（IN4-）相同，只是服务于第三个比较器。它接收第三个比较器的负向输入信号或参考电压。

　　2.5. 5号引脚 (IN3+) - 比较器3同相输入

　　5号引脚是第三个比较器的同相输入端，功能与3号引脚（IN4+）相同，服务于第三个比较器。它接收第三个比较器的正向输入信号。

　　2.6. 6号引脚 (OUT3) - 比较器3输出

　　6号引脚是第三个比较器的开集电极输出端，功能与1号引脚（OUT4）相同。同样需要外接上拉电阻以实现有效的逻辑输出。

　　2.7. 7号引脚 (OUT2) - 比较器2输出

　　7号引脚是第二个比较器的开集电极输出端，功能与1号引脚（OUT4）相同。它也需要连接上拉电阻。

　　2.8. 8号引脚 (IN2-) - 比较器2反相输入

　　8号引脚是第二个比较器的反相输入端，功能与2号引脚（IN4-）相同，服务于第二个比较器。

　　2.9. 9号引脚 (IN2+) - 比较器2同相输入

　　9号引脚是第二个比较器的同相输入端，功能与3号引脚（IN4+）相同，服务于第二个比较器。

　　2.10. 10号引脚 (IN1-) - 比较器1反相输入

　　10号引脚是第一个比较器的反相输入端，功能与2号引脚（IN4-）相同，服务于第一个比较器。

　　2.11. 11号引脚 (IN1+) - 比较器1同相输入

　　11号引脚是第一个比较器的同相输入端，功能与3号引脚（IN4+）相同，服务于第一个比较器。

　　2.12. 12号引脚 (GND) - 接地

　　12号引脚是LM339N的公共地线引脚，所有内部电路的参考地都连接到这个引脚。在使用时，此引脚必须可靠地连接到电路的零电位点（通常是电源的负极）。正确的接地对于保证芯片的稳定工作和抑制噪声至关重要。

　　2.13. 13号引脚 (OUT1) - 比较器1输出

　　13号引脚是第一个比较器的开集电极输出端，功能与1号引脚（OUT4）相同。与所有开集电极输出一样，为了获得正确的逻辑电平输出，此引脚需要外接上拉电阻到正电源。

　　2.14. 14号引脚 (VCC) - 电源正极

　　14号引脚是LM339N的电源正极输入端。为芯片提供工作所需的电源电压。LM339N具有较宽的工作电压范围，可以采用单电源供电（3V至36V）或双电源供电（±1.5V至$pm18V）。正确稳定的供电电压是芯片正常工作的基本前提。在实际应用中，通常会在电源引脚附近并联一个去耦电容（例如0.1mu$F陶瓷电容）以滤除电源线上的高频噪声，保证芯片供电的稳定性。

　　3. LM339N 工作原理与应用考量

　　了解LM339N的引脚功能后，进一步深入理解其工作原理和应用时的注意事项是至关重要的。每个比较器都类似于一个高增益差分放大器，但其输出被设计为只输出两种状态：高电平或低电平。

　　3.1. 比较原理

　　对于每个独立的比较器，其核心功能是比较两个输入引脚（同相输入IN+和反相输入IN-）之间的电压差。

　　当IN+的电压高于IN-的电压时，比较器判断IN+“更正”，其内部输出晶体管导通，将输出引脚（OUT）拉低至接近地电平。

　　当IN+的电压低于IN-的电压时，比较器判断IN+“更负”，其内部输出晶体管截止，输出引脚（OUT）呈高阻态。此时，如果连接了上拉电阻，输出引脚将被上拉到电源电压VCC。

　　3.2. 开集电极输出的特点与应用

　　LM339N的开集电极输出是其重要的特性之一，带来了极大的设计灵活性：

　　逻辑电平兼容性： 通过选择合适的上拉电阻和上拉电源电压，LM339N的输出可以与不同逻辑电平的数字电路（如5V TTL、3.3V CMOS等）直接接口。例如，如果LM339N工作在12V电源，但需要驱动5V的TTL电路，可以将上拉电阻连接到5V电源而不是12V电源。

　　“线与”功能： 多个开集电极输出可以直接连接在一起，然后通过一个共同的上拉电阻连接到电源。只有当所有连接在一起的比较器输出都处于高阻态（即其内部晶体管都截止）时，输出线才会被上拉到高电平。只要其中任何一个比较器的内部晶体管导通，输出线就会被拉低。这实现了逻辑上的“与”门功能。

　　电流驱动能力： 虽然是开集电极输出，但LM339N的输出可以吸入（Sink）一定的电流。在设计时需要查阅数据手册，了解其最大吸入电流，以确保不会损坏芯片。上拉电阻的选择也需要考虑所需的输出高电平电流以及芯片的吸入电流能力。

　　3.3. 电源电压与输入电压范围

　　LM339N具有宽电源电压范围，这使得它适用于多种应用场景。需要注意的是，输入电压范围通常受到电源电压的限制。通常情况下，输入电压不能超过电源电压VCC或低于地电平GND。虽然某些比较器允许输入电压稍微超出电源轨，但在LM339N的应用中，最好将输入电压保持在GND和VCC之间，以确保可靠操作。当输入信号电压接近地电平时，LM339N仍能正常工作，这被称为“轨到轨输入能力”中的一部分，但其输出高电平受限于上拉电压。

　　3.4. 噪声与滞回（Hysteresis）

　　在实际应用中，特别是在输入信号存在噪声或者信号变化缓慢时，比较器可能会在阈值点附近产生振荡，导致输出不稳定。为了解决这个问题，通常会在比较器电路中引入滞回（Hysteresis）。滞回通过在同相输入或反相输入端引入正反馈来实现。

　　非反相滞回（用于反相比较器）： 如果IN+是固定参考电压，IN-是输入信号，当IN-从低到高越过阈值时，输出从高到低。为了防止噪声引起振荡，可以从输出通过一个电阻反馈到IN+。当输出为低时，它会稍微拉低IN+的有效参考电压；当输出为高时，它会稍微拉高IN+的有效参考电压。

　　反相滞回（用于同相比较器）： 如果IN-是固定参考电压，IN+是输入信号，当IN+从低到高越过阈值时，输出从低到高。为了防止噪声，可以从输出通过一个电阻反馈到IN-。当输出为低时，它会稍微拉高IN-的有效参考电压；当输出为高时，它会稍微拉低IN-的有效参考电压。

　　滞回引入了两个不同的阈值：一个上升阈值（UTP）和一个下降阈值（LTP）。只有当输入信号超过这些阈值时，输出才会翻转。滞回宽度（UTP - LTP）的大小取决于反馈电阻的配置。通过合理设计，可以有效提高比较器的抗噪声能力和输出稳定性。

　　3.5. 响应时间

　　LM339N的响应时间是指从输入信号超过阈值到输出稳定变化所需的时间。这个时间通常在几百纳秒到几微秒之间，具体取决于输入信号的过驱动电压（即输入信号超过阈值的幅度）以及负载情况。在高速应用中，需要特别关注响应时间。

　　4. LM393与LM339系列比较

　　LM339N属于LM339系列，这个系列中还有LM339A、LM239、LM139等型号。它们的主要区别在于工作温度范围和某些电气特性的小幅优化，但引脚功能和基本应用原理是相同的。

　　此外，经常与LM339系列一同被提及的是LM393系列。LM393是双路电压比较器，即在一个封装内包含两个独立的比较器，而LM339是四路比较器。除了比较器数量不同，LM393和LM339在引脚功能、开集电极输出特性以及基本工作原理上是高度相似的。如果你需要双路比较器，可能会选择LM393；如果需要更多通道，则选择LM339。

　　5. 典型应用场景

　　LM339N因其通用性和灵活性，被广泛应用于各种电子设计中：

　　电平检测器： 最常见的应用。例如，电池欠压报警、过压保护电路、传感器输出电平转换等。通过设置一个固定的参考电压，可以检测输入信号是否高于或低于某个预设阈值。

　　零点穿越检测器： 用于检测交流信号何时通过零伏点。这在交流信号同步、相控电路和波形整形中非常有用。

　　振荡器和波形发生器： 通过将比较器与RC网络或LC网络结合，可以构建方波发生器、三角波发生器等。例如，施密特触发器（一种带滞回的比较器）是构建振荡器的基本单元。

　　窗口比较器： 使用两个比较器来检测输入电压是否落在两个预设的上限和下限之间。如果输入电压在“窗口”内，输出为一种状态；在窗口外，输出为另一种状态。

　　电源监控： 监控电源电压是否在安全范围内，如果超出范围则触发报警或关断保护。

　　继电器驱动： 当比较器输出为低电平时，可以驱动继电器或其他低电平触发的负载。通常需要通过一个晶体管来放大电流，因为LM339N的吸入电流有限。

　　6. 电路设计注意事项

　　在将LM339N集成到您的电路中时，除了引脚功能，还需要注意以下几点，以确保其稳定可靠地工作：

　　6.1. 电源去耦

　　在LM339N的VCC引脚附近放置一个小的陶瓷电容（例如0.1$muF）和/或一个较大的电解电容（例如10mu$F），并尽可能靠近芯片引脚连接。这些去耦电容可以有效地滤除电源线上的高频噪声，为芯片提供稳定的本地电源，防止因电源波动导致的误触发或不稳定输出。

　　6.2. 上拉电阻选择

　　上拉电阻的选择取决于以下因素：

　　所需输出高电平电压： 上拉电阻的另一端连接的电源电压决定了输出高电平。

　　输出电流： 当输出为低电平时，流经上拉电阻的电流将流入LM339N的输出引脚。这个电流不能超过LM339N数据手册中规定的最大吸入电流。同时，当输出为高电平时，这个电阻会向负载提供电流。

　　功耗： 电阻的阻值越小，流过的电流越大，功耗也越大。

　　开关速度： 上拉电阻和负载电容会形成一个RC时间常数，影响输出上升沿的速度。阻值越大，上升时间越长，开关速度越慢。

　　通常，上拉电阻的典型值在1k$Omega到100kOmega$之间。

　　6.3. 输入阻抗与偏置电流

　　LM339N的输入端具有相对较高的输入阻抗，这意味着它从输入信号源吸取的电流非常小（偏置电流通常在几十纳安）。这使得它对信号源的负载效应很小。然而，即使是微小的偏置电流，在连接高阻抗信号源时也可能在输入电阻上产生电压降，从而引入误差。因此，在连接高阻抗信号源时，需要考虑这些微小的偏置电流效应。

　　6.4. 输入保护

　　虽然LM339N的输入端通常具有一定的ESD（静电放电）保护，但在某些恶劣环境下，输入信号可能带有瞬态高压。此时，可以考虑在输入端串联小电阻或并联肖特基二极管到电源轨进行额外保护。不过，过度保护可能会影响比较器的响应速度和精度。

　　6.5. 布局布线

　　良好的PCB布局布线对于高性能模拟电路至关重要。建议：

　　将LM339N尽可能靠近其相关的元件，特别是去耦电容和输入/输出电阻。

　　电源线和地线应尽可能粗短，形成低阻抗路径。

　　输入信号线应远离输出线和高噪声源，以避免耦合和串扰。

　　数字信号和模拟信号应分开布线，并在可能的情况下，使用单独的地平面或星形接地。

　　7. 结语

　　LM339N作为一款经典的四路电压比较器，凭借其稳定的性能、宽泛的应用范围和经济性，在电子设计领域占据了重要的地位。深入理解其14个引脚的功能、开集电极输出的特性、引入滞回的必要性以及在实际应用中的注意事项，是每一位电子工程师掌握并有效利用这款芯片的关键。通过巧妙的设计和合理的布局，LM339N能够胜任各种电平检测、信号处理和控制任务，为您的电子系统提供可靠的比较功能。

　　希望这些详细的说明能帮助您更全面地理解LM339N。如果您对其中任何部分有更深入的问题，或者想了解具体的电路应用示例，请随时提出。