電壓比較器被定義為一個電路，其功能是對輸入信號執行判定和比較操作，通常作為非正弦波生成電路的核心組件。此類電路有多種形式，包括但不限于單級比較器、滯后式比較器、窗口型比較器以及三狀態比較器等。電壓比較器的應用范圍廣泛，既可用于模擬與數字電路之間的轉換，也可用于波形的生成與轉換，例如將正弦波轉化為頻率相同的方波或矩形波。

電壓比較器的基本構造包括一個運算放大器，其放大倍數理論上可以達到極限狀態，即“無限大”。其主要作用是對比兩個電壓值，并通過輸出高低電平來表示這兩個電壓的大小關系。例如，當正輸入端電壓超過負輸入端電壓時，輸出為高電平；反之則為低電平。比較器可以在線性或非線性工作區域運作，特點包括狀態的快速跳變和高靈敏度。通常，為了加速狀態轉換并提高響應速度，比較器會在電路中添加正反饋。

從技術角度講，電壓比較器主要用于電子設備中，功能包括對模擬電壓信號和固定參考電壓的比較。當輸入電壓與參考電壓接近時，輸出電壓將發生劇變，表現為輸出高或低電平。此外，它還能用于模擬和數字信號的轉換等多種應用。

電壓比較器的工作特性通常由閾值電壓和傳輸特性描述。閾值電壓是指引發輸出電壓劇變的輸入電壓水平，而傳輸特性則描述了輸出電壓與輸入電壓之間的關系。繪制傳輸特性圖通常需要先確定閾值，然后分析在輸入電壓變化的整個過程中輸出電壓的變化規律。

在實際應用中，電壓比較器因其簡單的結構和高靈敏度而廣受歡迎，但其抗干擾能力較弱，因此經常需要通過設計改進來增強其性能。改進的設計包括滯后比較器和窗口比較器，這些都是通過調整輸入回路和反饋回路的參數來實現的。而在某些情況下，即使沒有加入負反饋，常規的運算放大器也可以作為電壓比較器使用。

電壓比較器在諸如電動自行車控制器等設備中也十分常見，例如用于顯示儀表板上的電量或生成控制電路中的PWM鋸齒波。此外，它們也被用于過電流和欠電壓保護電路中，展現了其多功能性和應用的廣泛性。

最后，電壓比較器和運算放大器的主要區別在于輸入的處理和輸出增益的大小，電壓比較器的開環增益非常高，而運放的輸出則表現為更加線性的變化。為了確保穩定可靠的工作，運放通常使用負反饋，而電壓比較器則不需要。這使得電壓比較器在自動控制、測量技術以及各種電路設計中發揮著重要作用。