比较器：低于、等于、高于

会作出判断的电压

比较器比较两个电压，选择高电平或低电平输出。参考电压是比较目标；阈值是让判断改变的输入电压。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

登录以保存学习进度. 访客进度保存在此设备上.

工作原理

理想同相比较模型，输出为 0 V 或 5 V。相等时特意规定为低电平。不模拟失调、噪声、响应延迟或输出负载；不代表某一款芯片。

Vin 是输入电压，Vref 是参考电压，Vout 是输出电压。+ 输入接 Vin，− 输入接 Vref；这些符号表示比较关系，不表示电荷。Vin > Vref 时 Vout = 5 V，否则 Vout = 0 V。差值 ΔV = Vin − Vref 决定状态，但不等于输出电压。

难度

搭建 · 搭建电路
接通电源，设置输入 2 V、参考 2.5 V。读出低电平输出 0 V。
需要提示？
Vin = 2 V; Vref = 2.5 V → Vout = 0 V
探索 · 探索边界
保持参考 2.5 V，把输入精确设为 2.5 V。发现模型的相等规则：输出 0 V。
需要提示？
Vin = Vref = 2.5 V → Vout = 0 V
独立解题 · 完成挑战
保持参考 2.5 V，把输入设为 3 V。使输出变为高电平 5 V。
需要提示？
Vin = 3 V; Vref = 2.5 V → Vout = 5 V

延伸阅读与电路配方

想象水箱传感器的电压随水位上升。比较器把“有多少？”变成“是否超过选定上限？”。移动参考电压，就能改变上限而不更换传感器。水箱只是类比；本实验只比较电压。

ΔV = Vin − Vref; Vin > Vref → Vout = 5 V; Vin ≤ Vref → Vout = 0 V

固定的 5 V 电源提供输出能量。两个输入只选择状态，所以很小的差值就能选择大得多的输出变化。

参考为 2.5 V 时，输入 2.6 V 和 4 V 都得到同样的 5 V 输出。比较器告诉你输入在边界的哪一侧，而不是离边界多远。

真实输入在阈值附近波动时，输出可能反复切换。相等附近的噪声和微小失调很重要；下一课会给判断加入记忆。

输入相等时，模型按约定输出 0 V。这不保证真实比较器也如此，更不表示“电源电压的一半”。

设置输入 2 V、参考 2.5 V，再接通电源。负差值选择 0 V 输出。

Vout = 0 V

设置输入 3 V、参考 2.5 V，再接通电源。正差值 0.5 V 选择完整的 5 V 输出。

Vout = 5 V

把输入固定在 3 V。只移动参考，从 2 V 经 3 V 到 4 V。找到边界后反向移动：这个比较器没有记忆。