LM393 비교기 완벽 가이드: 핀아웃, 특징, 응용 및 동작 원리

전압 비교기는 두 전류나 전압을 비교한 후 출력에서 어느 쪽이 더 큰지 결정하는 전자 부품입니다. 일반적으로 비교기는 스위치가 달린 미니어처 전압계입니다. LM311, LM393 등 다양한 비교기가 있지만 여기서는 후자에 집중하겠습니다.

비교기

LM393이란?

LM393은 단일 전원 공급 장치를 사용하여 다양한 작업을 수행하는 두 개의 내부 내장 연산 증폭기가 있는 집적 회로입니다. 또한 분할 전원 공급 장치도 적용 가능하며 듀얼 패키지 비교기 IC입니다.

IC LM393

IC LM393 비교기는 단일 8핀 패키지에 두 개의 독립적인 전압 비교기를 가집니다. 아래 표는 8핀 패키지의 핀아웃과 각 핀의 기능을 설명합니다.

LM393 비교기 완벽 가이드: 핀아웃, 특징, 응용 및 동작 원리

LM393 특징 및 사양

LM393 IC의 특징은 다음과 같은 파라미터와 값을 가집니다:

IC LM393이 +5V 공급 전압 회로를 수신하는 예를 들어보겠습니다.

+5V 전원 공급 회로도

여기서 핀 8(전압 공급 핀)이 +5V 공급 전압에 연결됩니다. 그런 다음 핀 4는 회로를 0V 전위로 유지하기 위해 접지됩니다.
아래 샘플 회로에서 핀 7의 전압이 핀 2보다 낮을 때 높은 출력 전압을 볼 수 있습니다. 또한 포텐쇼미터가 비반전 단자 전압을 변화시키는 동안 반전 단자 전압은 2.5V입니다.
핀 6과 핀 5는 DC 오프셋 전압을 수동으로 조정해야 할 경우 전압 균형을 돕습니다. 정상적인 상황에서는 입력 오프셋 전류가 더 나은 제어를 하므로 비활성화되고 단락될 수 있습니다.
마지막으로 접지된 핀 1과 트랜지스터의 핀 7(컬렉터 핀)이 출력을 달성합니다. 두 핀이 컬렉터 출력 회로라는 회로 설계에 기여합니다.

IC LM393을 사용할 수 없다면 동등품이나 대안을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 LM358, LM311, LM741, LM193, TL082, LM339, LM293, LM2903 등이 있습니다.

이 LM393 IC 기반 야간 조명 회로에서는 전압 비교기 원리로 시작합니다. 또한 전압 분배 회로를 제어하는 포토레지스터를 사용합니다.

포텐쇼미터

LM393 IC 사용 자동 야간 조명 회로

먼저 LM393 IC에 GND와 Vcc 두 전원 입력이 있음을 이해해야 합니다. GND는 전압원의 접지선이고 Vcc는 약 36V에 도달하는 양의 전압 공급입니다. 두 전원 단자가 전원 레인을 완성하고 회로 작동을 가능하게 합니다.

일반적인 상황에서 연산 증폭기 IC는 별도로 작동하여 독립적인 결과를 생성합니다. LM393 IC는 두 개의 내부 오피앰프로 구성됩니다. 또한 각 오피앰프는 두 개의 입력과 출력을 가집니다.

(연산 증폭기)

하지만 이 경우 한 오피앰프는 연결되지 않습니다. IC LM393이 하나의 오피앰프만 사용하기 때문입니다. 또한 이 회로는 하나의 전압/전류 레벨만 확인합니다. 따라서 하나의 오피앰프가 이상적입니다.

IC에 전원을 인가한 후 전압 값을 비교합니다. 반전 단자 전압이 비반전 전압보다 높으면 오피앰프 출력이 접지로 떨어집니다. 이로 인해 전류가 양의 공급에서 GND로 흐릅니다.
반대로 비반전 전압이 높으면 오피앰프 출력이 Vcc(양의 전원 전압)로 유지됩니다. 이후 부하 양단에 전위 차이가 없으므로 전류 흐름이 없습니다.
반전 단자에 높은 전압이 있으면 부하(LED)가 켜집니다. 반대로 반전 단자 전압이 낮으면 LED가 꺼집니다.
회로는 LED 부하 대신 포토레지스터를 사용하여 빛을 감지합니다. 포토레지스터는 표면에 닿는 빛에 따라 저항이 달라집니다. 밝은 빛에 노출되면 저항이 감소하고 어둠에 노출되면 증가합니다.
고정 저항과 포토레지스터로 전압 분배 회로를 연결할 수 있습니다. 포토레지스터가 어둠을 감지하면 저항이 적어 더 많은 전압을 사용합니다. 그러나 밝은 빛에서는 저항 증가로 전압 사용이 적습니다.
마지막으로 비교기 회로가 어둠에서는 LED가 켜지고 밝은 빛에서는 꺼지도록 보장합니다. 간단히 말해 비반전 단자 입력 전압이 기준 전압 역할을 합니다. 기준 전압은 어둠에서 포토레지스터 전압보다 낮아지고 빛에서는 그 반대입니다.

(자동 야간 조명)

LM393 IC는 다음과 같은 다양한 응용 분야에서 볼 수 있습니다:

(가로등)

요약하자면 LM393 IC는 단일 전원, 듀얼, 저전력, 낮은 오프셋 전압, 차동 전압 비교기입니다. 현재 자동차, 산업, 교육 응용 등에서 널리 적용 가능합니다.

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