Comparador: menor, igual, mayor
Una tensión que toma una decisión
Un comparador compara dos tensiones y elige una salida alta o baja. La tensión de referencia es el objetivo de comparación; el umbral es el nivel de entrada donde cambia la decisión.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Por qué funciona
Comparación ideal no inversora con salidas de 0 V y 5 V. La igualdad da una salida baja por convenio. Se omiten desplazamiento, ruido, retardo y carga de salida; no representa un chip concreto.
Vin es tensión de entrada, Vref la referencia y Vout la salida. La entrada + recibe Vin y la − recibe Vref; los signos describen la comparación, no cargas eléctricas. Si Vin > Vref, Vout = 5 V; en otro caso Vout = 0 V. La diferencia ΔV = Vin − Vref decide el estado, pero no es la tensión de salida.
Dificultad
Construye · Monta el circuito
Enciende con entrada 2 V y referencia 2.5 V. Lee una salida baja de 0 V.
¿Necesitas una pista?
Vin = 2 V; Vref = 2.5 V → Vout = 0 V
Explora · Explora el límite
Mantén referencia 2.5 V y ajusta entrada exactamente a 2.5 V. Descubre la regla de igualdad del modelo: salida 0 V.
¿Necesitas una pista?
Vin = Vref = 2.5 V → Vout = 0 V
Resuelve · Resuelve el reto
Mantén referencia 2.5 V y ajusta entrada a 3 V. Haz que la salida sea alta, de 5 V.
¿Necesitas una pista?
Vin = 3 V; Vref = 2.5 V → Vout = 5 V
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Una tensión que toma una decisión
Imagina un sensor de depósito cuya tensión sube con el agua. Un comparador convierte «¿cuánto?» en «¿por encima del límite elegido?». Cambiar la referencia permite elegir ese límite sin cambiar el sensor. El depósito es una analogía; el experimento solo compara tensiones.
ΔV = Vin − Vref; Vin > Vref → Vout = 5 V; Vin ≤ Vref → Vout = 0 V
La alimentación fija de 5 V proporciona la energía de salida. Las entradas solo eligen un estado; una diferencia pequeña puede seleccionar un cambio de salida mucho mayor.
Un patrón útil
Entradas de 2.6 V y 4 V producen la misma salida de 5 V con referencia 2.5 V. El comparador indica el lado del límite, no la distancia a él.
Fuera del modelo
Una entrada real que oscila cerca del umbral puede causar cambios repetidos de salida. El ruido y pequeños desplazamientos importan en la igualdad; la siguiente lección añade memoria a la decisión.
Un error que conviene evitar
Con entradas iguales el modelo da 0 V por convenio. No es una garantía para un comparador real ni «la mitad de la alimentación».
La entrada sigue en 3 V mientras la referencia cambia de 2.5 V a 3.5 V. La salida…
- sigue en 5 V
- cambia a 0 V
- se convierte en 3 V
Leer más
La entrada ha pasado de estar por encima de la referencia a estar por debajo; cambia la decisión.
Monta el circuito
Ajusta entrada 2 V y referencia 2.5 V, y enciende. La diferencia negativa selecciona 0 V.
Vout = 0 V
Explora el límite
Ajusta entrada 3 V y referencia 2.5 V, y enciende. Una diferencia positiva de 0.5 V selecciona la salida completa de 5 V.
Vout = 5 V
Cambia una variable
Fija la entrada en 3 V. Recorre solo la referencia desde 2 V, pasando por 3 V, hasta 4 V. Encuentra el límite y vuelve: este comparador no tiene memoria.