比較器（comparator）

比較器是電子裁判。給它兩個電壓，它只回答一個是非題：哪個比較大？它的輸出不是任何訊號的忠實複製，而是一個判決。若 + 輸入只比 - 輸入高出一絲，輸出就完全跳到高準位；若低於，就完全跳到低準位。它是一道門，平滑的類比世界（介於中間的各種電壓）在這裡變成乾脆的數位世界（不是高就是低）。

比較器內部長得像一顆有兩個輸入、增益極大的運算放大器（op-amp），但它是大開著、不加回授地使用。因為增益巨大，兩輸入間最微小的差異都會把輸出推到某一條電源軌。假設 - 輸入固定在 2.5 V 的參考電壓，你把一個緩緩上升的訊號送進 +：當訊號低於 2.5 V 時輸出為低，一旦越過 2.5 V 輸出立刻翻成高。那個固定的參考值就叫臨界值（threshold）。真正的比較器晶片與運放有兩個關鍵差異：它切換快得多（數十奈秒），而且它的輸出級是為了給出數位晶片讀得懂的乾淨邏輯準位而設計，常是開集極輸出，你用一顆電阻把它拉起來。

為何不直接用運放？可以，但運放內部經過補償以求慢而穩、適合回授使用，所以它從撞上電源軌恢復得很遲鈍，輸出也不會自然停在乾淨的邏輯準位。專門設計的比較器（如 LM393、LM339）才是需要速度與數位友善輸出時的正確工具。誠實的陷阱就藏在臨界值附近：當輸入緩慢爬過臨界值、或帶著雜訊時，輸出可能來回顫動許多次，而非乾脆做一次決定。這就是抖動（chatter），解藥是遲滯（hysteresis）。