ElectroCard – Fiche de lecture
LB-6 — Fast Voltage Comparators with Low Input Current
Auteur : National Semiconductor
Mai 1969
Pourquoi ce Linear Brief est important
Ce sixième Linear Brief présente une solution particulièrement élégante à un problème classique des comparateurs rapides : obtenir simultanément une très grande vitesse de commutation et un courant d'entrée extrêmement faible.
En associant un comparateur rapide LM106 à un amplificateur suiveur LM102 placé en tampon, National Semiconductor parvient à réduire le courant d'entrée de plus de trois ordres de grandeur sans sacrifier la rapidité. Cette architecture devient idéale pour les convertisseurs analogique/numérique, les détecteurs de passage par zéro et les comparateurs travaillant sur des sources de forte impédance. 
Ce que l'on y apprend
• principe des comparateurs rapides
• limitations des comparateurs monolithiques
• réduction du courant d'entrée
• utilisation d'un buffer LM102
• comparateur LM106
• adaptation aux convertisseurs A/N
• réseaux à résistances pondérées
• réseaux en échelle (Ladder Network)
• diodes de limitation
• réduction du temps de stabilisation
• comparateurs à haute impédance
• détecteur de passage par zéro
• comparateur à entrée alternative
• règles de câblage haute vitesse
• protection des entrées
Les pépites techniques
• réduction du courant d'entrée de 45 µA à seulement 20 nA maximum
• précision de comparaison de 5 mV en environ 40 ns
• temps de stabilisation voisin de 200 ns
• utilisation de diodes de limitation pour éviter le Slew Rate
• amélioration de la vitesse par diodes Backward (Tunnel)
• possibilité de compenser simultanément l'offset du LM102 et du LM106
• simplification des réseaux de résistances grâce à l'impédance d'entrée très élevée
• comparateur compatible TTL/DTL
• sorties logiques avec fonction Strobe
• recommandations complètes de routage pour circuits rapides
• étude de plusieurs applications pratiques utilisant des sources de forte impédance
Les calculateurs ElectroCard envisageables
• Calculateur temps de stabilisation.
• Calculateur réseau Ladder.
• Calculateur réseau binaire pondéré.
• Calculateur courant d'entrée.
• Calculateur erreur due au courant de polarisation.
• Calculateur détecteur de passage par zéro.
• Calculateur comparateur TTL.
• Calculateur diodes de limitation.
• Simulateur comparateur rapide.
• Simulateur convertisseur A/N.
Applications décrites
• Comparateur pour convertisseur A/N à réseau Ladder.
• Comparateur pour convertisseur A/N à résistances pondérées.
• Comparateur pour signaux de polarités opposées.
• Détecteur de passage par zéro.
• Comparateur à entrée couplée en alternatif.
• Circuits logiques rapides.
• Instrumentation analogique.
• Acquisition de données.
Intérêt historique
Publié en mai 1969, ce Linear Brief illustre parfaitement les compromis technologiques des premiers comparateurs intégrés. National Semiconductor démontre qu'il est souvent plus efficace d'associer deux circuits spécialisés — un tampon LM102 à très faible courant d'entrée et un comparateur rapide LM106 — que de rechercher un composant unique réunissant toutes les qualités. Cette approche modulaire préfigure les architectures encore utilisées aujourd'hui dans les convertisseurs analogique/numérique rapides, les comparateurs de précision et les systèmes d'acquisition de données.
Niveau
★★★★★
Avis ElectroCard
Un excellent Linear Brief. Malgré ses deux pages, il expose avec beaucoup de clarté les difficultés rencontrées lorsque l'on souhaite concilier rapidité et très faible courant d'entrée. Les exemples consacrés aux convertisseurs A/N, aux détecteurs de passage par zéro et aux comparateurs alimentés par des sources de forte impédance restent particulièrement instructifs. Les recommandations de routage haute vitesse, de découplage et de protection des entrées conservent aujourd'hui toute leur pertinence. Pour ElectroCard Analog Archives, ce document mérite pleinement une édition Premium Interactive accompagnée de calculateurs HTML dédiés aux comparateurs rapides, aux réseaux Ladder, aux erreurs de courant de polarisation et aux temps de stabilisation.