Ebben a bejegyzésben az op-amp mint komparátorról lesz szó.Már tárgyaltuk az op-amp egyéb alkalmazásait a négyszögletes hullámforma-generátor áramkörökben, mint az asztabil (vagy szabadon futó) multivibrátorok, a monostabil multivibrátorok (vagy egylövetű) és a bistabil multivibrátorok (vagy flip-flopok).
A műveleti erősítők jobb megértéséhez kattintson ide:- Műveleti erősítők (Op-amp)
Op-amp összehasonlító
A komparátor olyan áramkörökben kap szerepet, ahol két feszültségjelet kell összehasonlítani és megkülönböztetni, hogy melyik az erősebb. A komparátor fontos áramkör a nem szinuszos hullámforma-generátorok, mint a relaxációs oszcillátorok tervezésében is.
A nyílt hurok konfigurációjú op-erősítőben, ahol a differenciális vagy egyetlen bemeneti jel értéke nagyobb, mint 0, a nagy nyereség, amely a végtelenbe megy, telítésbe hajtja az op-erősítő kimenetét. Így egy nyílt hurok konfigurációban működő op-amp kimenete pozitív telítési vagy negatív telítési szintre megy, vagy a pozitív és negatív telítési szintek között változik, és így a kimenetet ezek fölött a szintek fölött levágja. Ezt az elvet egy komparátor áramkörben használják két bemenettel és egy kimenettel. A 2 bemenetet, amelyek közül az egyik egy referenciafeszültség (Vref), összehasonlítják egymással.
A 741 IC Op-amp komparátor áramkör működése
Nem invertáló 741 IC Op-amp komparátor áramkör
A nem invertáló 741 IC Op-amp komparátor áramkör az alábbi ábrán látható. Ezt nem invertáló komparátor áramkörnek nevezzük, mivel a Vin szinuszos bemeneti jelet a nem invertáló terminálra alkalmazzuk. A Vref fix referenciafeszültséget az op-amp invertáló termináljára (-) adjuk.
Amikor a Vin bemeneti feszültség értéke nagyobb, mint a Vref referenciafeszültség, a Vo kimeneti feszültség pozitív telítésbe megy. Ez azért van, mert a nem invertáló bemeneten lévő feszültség nagyobb, mint az invertáló bemeneten lévő feszültség.
741 IC nem invertáló komparátor áramkör
Ha a bemeneti feszültség értéke Vin kisebb, mint a referenciafeszültség Vref, a Vo kimeneti feszültség negatív telítésbe kerül. Ez azért van, mert a nem invertáló bemeneten lévő feszültség kisebb, mint az invertáló bemeneten lévő feszültség. Így a Vo kimeneti feszültség Vo pozitív telítési pontból negatív telítési pontba változik, amikor a Vin és a Vref közötti különbség változik. Ezt mutatja az alábbi hullámforma. A komparátor feszültségszint-érzékelőnek nevezhető, mivel a Vref rögzített értéke esetén a Vin feszültségszintje érzékelhető.
A kapcsolási rajz a D1 és D2 diódákat mutatja. Ezt a két diódát arra használják, hogy megvédjék az op-ampot a bemeneti feszültség növekedése miatti károsodástól. Ezeket a diódákat szorító diódáknak nevezik, mivel a differenciális bemeneti feszültségeket 0,7V vagy -0,7V-ra szorítják. A legtöbb op-erősítőnek nincs szüksége szorító diódákra, mivel a legtöbbjük már beépített védelemmel rendelkezik. Az R1 ellenállás sorba van kötve a Vin bemeneti feszültséggel, és R az invertáló bemenet és a Vref referenciafeszültség közé van kötve. Az R1 korlátozza az áramot a bilincsdiódákon keresztül, és R csökkenti az offset problémát.
741 IC Op-Amp nem invertáló komparátor hullámforma Invertáló 741 IC Op.amp komparátor áramkör
Az alábbi ábrán egy invertáló 741 IC op-amp komparátor áramkör látható. Invertáló komparátor áramkörnek nevezzük, mivel a Vin szinuszos bemeneti jelet az invertáló terminálra alkalmazzuk. A Vref fix referenciafeszültséget az op-amp nem invertáló termináljára (+) adjuk. Egy potenciométert feszültségosztó áramkörként használnak, hogy a referenciafeszültséget a nem invertáló bemeneti terminálon kapják. A POT két vége a +VCC és -VEE egyenáramú tápfeszültséghez van csatlakoztatva. Az ablaktörlő a nem invertáló bemeneti terminálhoz van csatlakoztatva. Ha az ablaktörlőt a +VCC közeli értékre forgatjuk, a Vref pozitívabbá válik, és ha az ablaktörlőt a -VEE felé forgatjuk, a Vref értéke negatívabbá válik. A hullámformák az alábbiakban láthatók.
Op-amp 741 IC Inverting Comparator Circuit 
741 IC Op-Amp Inverting Comparator Waveform Comparator Characteristics
1. Operation Speed – According to change of conditions in the input, a comparator circuit switches at a good speed beween the saturation levels and the response is instantaneous.
2. Accuracy – Accuracy of the comparator circuit causes the following characteristics:-
(a) High Voltage Gain – The comparator circuit is said to have a high voltage gain characteristic that results in the requirement of smaller hysteresis voltage. Ennek eredményeképpen a komparátor kimeneti feszültsége a felső és az alsó telítési szintek között változik.
(b) Nagy közös módusú elvetési arány (CMRR) – A közös módusú bemeneti feszültség paraméterek, mint például a zaj, a magas CMRR segítségével kerülnek vissza.
(c) Nagyon kis bemeneti offset áram és bemeneti offset feszültség – Az elhanyagolható mennyiségű bemeneti offset áram és bemeneti offset feszültség kisebb mértékű offset problémákat okoz. A további offsetproblémák csökkentésére offsetfeszültség-kompenzáló hálózatok és offsetminimalizáló ellenállások használhatók.