LM393P Çift Komparatör Entegresi DIP-8

LM393P, tek bir DIP-8 kılıf içerisinde iki adet bağımsız gerilim komparatörü bulunan analog entegredir. İki farklı gerilim seviyesini karşılaştırarak girişler arasındaki ilişkiye göre çıkış durumunu değiştirmek için kullanılır.

Sensör eşik algılama, batarya gerilimi kontrolü, ışık ve sıcaklık seviye algılama, alarm devreleri, sıfır geçiş algılama ve analog sinyallerin dijital kontrol seviyelerine dönüştürülmesi gibi uygulamalarda kullanılabilir. İki bağımsız komparatörün aynı entegre içerisinde bulunması sayesinde iki farklı karşılaştırma işlemi tek komponent ile gerçekleştirilebilir.

Teknik Özellikler

• Model: LM393P
• Entegre Tipi: Çift Gerilim Komparatörü
• Komparatör Sayısı: 2 bağımsız kanal
• Çıkış Yapısı: Open-Collector
• Tek Besleme Gerilimi: 2V – 36V
• Çift Besleme Kullanımı: ±1V – ±18V
• Giriş Ortak-Mod Gerilim Aralığı: GND seviyesini kapsar
• Maksimum Giriş Offset Gerilimi: 5mV @ 25°C
• Tipik Besleme Akımı: Yaklaşık 0.225mA / kanal
• Tipik Yayılma Gecikmesi: Yaklaşık 1.3µs
• Çalışma Sıcaklığı: 0°C – 70°C
• Kılıf Tipi: PDIP-8 / DIP-8
• Pin Sayısı: 8
• TTL, MOS ve CMOS lojik devrelerle kullanılabilecek çıkış yapısına sahiptir

LM393P Pin Dizilimi ve Örnek Komparatör Devresi

Yukarıdaki görsel LM393P'nin DIP-8 pin yapısını ve birinci komparatör kanalı kullanılarak oluşturulan basit karşılaştırıcı devresini göstermektedir. Örnek uygulamada +5V besleme, yaklaşık 2.5V referans gerilimi ve open-collector çıkış için 10kΩ pull-up direnci kullanılmaktadır.

LM393P Pin Bağlantıları

• Pin 1 – OUT1: Birinci komparatör çıkışı
• Pin 2 – IN1−: Birinci komparatör tersleyen girişi
• Pin 3 – IN1+: Birinci komparatör terslemeyen girişi
• Pin 4 – GND / V−: GND veya negatif besleme bağlantısı
• Pin 5 – IN2+: İkinci komparatör terslemeyen girişi
• Pin 6 – IN2−: İkinci komparatör tersleyen girişi
• Pin 7 – OUT2: İkinci komparatör çıkışı
• Pin 8 – VCC+: Pozitif besleme bağlantısı

Çift Bağımsız Komparatör Yapısı

LM393P içerisinde iki adet bağımsız gerilim komparatörü bulunur. Her kanal bir tersleyen giriş, bir terslemeyen giriş ve bir open-collector çıkıştan oluşur. İki kanal ortak besleme pinlerini kullanırken giriş ve çıkışları birbirinden bağımsızdır.

Bu yapı sayesinde aynı entegre ile iki farklı sensör sinyali izlenebilir veya tek bir analog sinyal iki farklı referans gerilimiyle karşılaştırılarak düşük ve yüksek seviye algılama devresi oluşturulabilir.

Komparatör Nasıl Çalışır?

Komparatörün temel görevi terslemeyen (+) ve tersleyen (−) girişlerindeki gerilimleri karşılaştırmaktır. Girişlerden birine sabit referans gerilimi, diğerine ise sensör veya ölçülecek analog sinyal uygulanabilir.

Görselde Vin sinyali terslemeyen girişe, yaklaşık 2.5V olan Vref ise tersleyen girişe bağlanmıştır. Vin değeri Vref değerinden yüksek olduğunda çıkış transistörü kesime gider ve pull-up direnci Vout hattını HIGH seviyesine çeker. Vin değeri Vref değerinden düşük olduğunda ise çıkış transistörü iletime geçerek Vout hattını LOW seviyesine çeker.

2.5V Referans Gerilimi Oluşturma

Örnek devrede R1 ve R2 dirençleri 10kΩ seçilerek +5V besleme geriliminden yaklaşık 2.5V referans oluşturulmaktadır.

VREF = 5V × 10kΩ / (10kΩ + 10kΩ) ≈ 2.5V

Bu referans değeri komparatörün eşik seviyesi olarak kullanılır. Direnç değerleri veya besleme gerilimi değiştirilerek uygulamanın ihtiyacına uygun farklı referans seviyeleri oluşturulabilir.

Open-Collector Çıkış Yapısı

LM393P'nin çıkışları open-collector yapıdadır. Bu nedenle komparatör çıkışı kendi başına pozitif HIGH gerilim seviyesi oluşturmaz. Çıkışın pozitif beslemeye uygun bir pull-up direnci üzerinden bağlanması gerekir.

Görselde çıkış için 10kΩ pull-up direnci kullanılmıştır. Çıkış transistörü kapalı olduğunda bu direnç Vout hattını pozitif lojik seviyeye çeker; transistör iletime geçtiğinde ise çıkış GND seviyesine doğru çekilir.

Open-collector çıkış yapısı LM393P'nin uygun pull-up gerilimi seçilerek mikrodenetleyici ve farklı lojik devrelerle kullanılmasını kolaylaştırır.

Sensörlerle Eşik Algılama

LM393P analog çıkış üreten birçok sensörle birlikte kullanılabilir. Sensörden gelen gerilim sabit bir referans değeriyle karşılaştırılarak belirlenen seviyenin geçilip geçilmediği tespit edilebilir.

• LDR ile ortam ışık seviyesinin algılanması
• NTC ile sıcaklık eşik kontrolü
• Gerilim bölücü ile batarya seviyesi kontrolü
• Akım sensörleriyle aşırı akım algılama
• Analog sensör çıkışlarının dijital eşik sinyaline dönüştürülmesi

Batarya ve Gerilim Seviye Kontrolü

Gerilim bölücü devresi kullanılarak batarya veya güç kaynağı gerilimi LM393P girişinin uygun seviyesine indirilebilir. Diğer girişe sabit referans gerilimi uygulanarak düşük veya yüksek gerilim algılama devresi oluşturulabilir.

LM393P içerisinde iki komparatör bulunduğu için bir kanal düşük gerilim, diğer kanal ise yüksek gerilim sınırını kontrol etmek amacıyla kullanılabilir.

Histerezis Uygulaması

Giriş sinyalinin eşik gerilimine çok yakın olduğu veya elektriksel gürültü içerdiği uygulamalarda çıkış kısa süre içerisinde birden fazla kez durum değiştirebilir.

Uygun bir pozitif geri besleme direnci eklenerek devreye histerezis kazandırılabilir. Böylece açma ve kapama için farklı eşik seviyeleri oluşturulur ve komparatörün daha kararlı anahtarlama yapması sağlanır.

LM393P ve LM339N Arasındaki Temel Fark

LM393P ve LM339N aynı temel komparatör ailesinin benzer çalışma prensibine sahip üyeleridir. LM393P içerisinde iki bağımsız komparatör ve DIP-8 kılıf bulunurken LM339N içerisinde dört bağımsız komparatör ve DIP-14 kılıf bulunur.

İki karşılaştırma kanalı yeterli olan uygulamalarda LM393P daha az pinli ve kompakt bir çözüm sunarken daha fazla eşik veya sensör kanalının izlenmesi gereken projelerde dört kanallı LM339N tercih edilebilir.

LM393P ve Op-Amp Arasındaki Fark

LM393P bir operasyonel amplifikatör değil, gerilim komparatörüdür. Op-amp'ler analog sinyalleri lineer olarak yükseltmek veya filtrelemek için tasarlanırken LM393P iki gerilimi karşılaştırarak çıkış durumunu değiştirmek için kullanılır.

Bu nedenle sensör sinyalinin büyüklüğünü yükseltmek için op-amp, sensör sinyalinin belirlenen bir eşik değerini geçip geçmediğini tespit etmek için ise LM393P gibi komparatör kullanılması daha uygundur.

Tek ve Çift Besleme ile Kullanım

LM393P tek veya çift beslemeli devrelerde kullanılabilir. Tek beslemeli uygulamada Pin 8 pozitif beslemeye, Pin 4 ise GND hattına bağlanır.

Giriş ortak-mod aralığının GND seviyesini kapsaması, özellikle tek beslemeli sensör ve kontrol devrelerinde düşük seviyeli analog sinyallerin karşılaştırılmasını kolaylaştırır.

DIP-8 Kılıfın Kullanım Avantajı

LM393P'nin DIP-8 kılıfı breadboard, delikli pertinaks ve soketli PCB uygulamalarında kolay kullanım sağlar. Bu nedenle elektronik eğitimleri, prototip geliştirme, laboratuvar ve hobi elektroniği uygulamalarında rahatlıkla kullanılabilir.

PCB ve Devre Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Pin 8 VCC+ pozitif besleme bağlantısıdır
• Pin 4 GND veya negatif besleme bağlantısıdır
• Open-collector çıkışların çalışması için uygun pull-up direnci kullanılmalıdır
• Besleme pinlerinin yakınına uygun bypass kondansatörü yerleştirilmesi önerilir
• Referans gerilimi mümkün olduğunca kararlı ve düşük gürültülü tutulmalıdır
• Analog giriş yolları hızlı anahtarlama ve yüksek akım yollarından uzak tutulmalıdır
• Giriş gerilimlerinin izin verilen ortak-mod gerilim aralığında bulunmasına dikkat edilmelidir
• Kullanılmayan komparatör girişleri kontrolsüz şekilde boşta bırakılmamalıdır

Kullanım Alanları

• Gerilim karşılaştırma devreleri
• Sensör eşik algılama uygulamaları
• Batarya ve akü seviye kontrolü
• Düşük gerilim algılama
• Yüksek gerilim algılama
• LDR ışık kontrol devreleri
• NTC sıcaklık eşik devreleri
• Akım seviye algılama
• Alarm ve uyarı sistemleri
• Sıfır geçiş algılama
• Mikrodenetleyici dijital giriş devreleri
• Analog-dijital eşik dönüştürme uygulamaları
• Endüstriyel kontrol sistemleri
• Elektronik eğitim ve deney devreleri
• Prototip ve hobi elektroniği uygulamaları

Paket İçeriği

• 1 Adet LM393P Çift Komparatör Entegresi DIP-8