施密特触发器（Smith-Trigger）也叫滞回比较器（Comparator With Hysteresis），它属于电平触发电路，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入信号达到某一值后，输出电压突变。对于正向和负向变化的输入信号，电路的有不同的翻转阀值电平，由于其输入、输出变化曲线好象一个窗口，如图1所示，所以，人们也叫它窗口比较器。它实际上是一个有滞回特性的反相器，与TTL反相器比较，其主要差别在于多了一个滞回特性形成级电路。
一、施密特触发器工作原理
施密特触发器的典型电路如图2所示。下面以图2电路为例，分析其工作原理。（编者注：以下分析中假定所有三极管饱和导通发射结压降、二极管正偏导通电压都为0.7V。）
图2电路中当V\(_{i}\)=0V时，VT1截止，VT2饱和导通，VT3、VT4、VT6都处于截止状态，VT5导通，V\(_{o}\)=“1”，即输出为高电平。
当V\(_{i}\)=0.7V时，V\(_{P1}\)=1.4V，这时V\(_{P1}\)仍然截止，这是因为：VT2饱和导通，在V\(_{i}\)未上升到V\(_{P4}\)=I\(_{E2}\)×R4之前（I\(_{E2}\)是V\(_{T2}\)发射极电流，下同），V\(_{T1}\)始终处于截止状态，V\(_{o}\)=“1”。此时电路方程如下：
R2×I\(_{R2}\)+V\(_{BE2}\)+R4×（I\(_{R2}\)+I\(_{R3}\)）=5
R3×I\(_{R3}\)+V\(_{CE2（sat）}\)+R4×（I\(_{R2}\)+I\(_{R3}\)）=5
其中V\(_{BE2}\)是V\(_{T2}\)发射结电压，约等于0.7V，V\(_{CE2（sat）}\)是V\(_{T2}\)饱和导通时集电极-发射极之间电压，约等于0.2V。
代入图2中参数得：I\(_{R2}\)=0.649mA，I\(_{R3}\)=1.123mA，所以可以知道V\(_{P2}\)、V\(_{P3}\)、V的\(_{P4}\)电压分别为：V\(_{P2}\)=V\(_{P4}\)+0.7=2.472V，V\(_{P3}\)=V\(_{P4}\)+0.2=1.972V，V\(_{P4}\)=1.772V。
显然V\(_{T2}\)发射极和集电极都正偏而饱和导通，这时V\(_{i}\)=0.7V<1.772V=V\(_{P4}\)，并且只要V\(_{i}\)<1.772V，该状态一直保持稳定。
大家可能注意到第二个式中R4×（I\(_{R2}\)+I\(_{R3}\)），即上面假设了流过R3的电流没有流入VT3基极，全都经过VT2集电极、发射极，流过R4——这个假设是否能够成立呢？
根据上面的计算结果，VT2集电极（连接VT3基极）电压V\(_{P3}\)=1.972V，那么V=\(_{P5}\)V\(_{P3}\)-1.4=0.572V，于是VT4截止，流过R6电流I=\(_{R6}\)V\(_{P5}\)/R6=0.381mA。此时无论VT3是放大还是饱和状态，都有I<\(_{R5}\)I\(_{R6}\)，则VT3集电极电压V\(_{C3}\)=5-R5×I\(_{R5}\)>5-R5×I\(_{R6}\)=4.428V，从计算结果来看VT3只能处于放大状态（VT3发射极正偏，集电极反偏）。因此，由于β值一般较大，由I\(_{B3}\)=I\(_{C3}\)/β可知：I\(_{B3}\)很小，也就是说I\(_{R3}\)只有很小的一部分经VT3发射结分流，所以上面的假设是能够成立的！
由上面分析有V\(_{P5}\)=V\(_{P3}\)-1.4=0.572V，所以VT4截止，则VT6也截止，因此，VT5导通，V\(_{o}\)=“1”，即输出为高电平。
此后，V\(_{i}\)继续上升，VT1慢慢导通，于是发生正反馈，从而使VT1饱和导通，VT2截止，Vo=“0”， 即输出为低电平。因此有下列电路方程：
R1×I\(_{R1}\)+V\(_{BE1}\)+R4×（I\(_{R1}\)+I\(_{R2}\)）=5
R2×I\(_{R2}\)+V\(_{CE1（sat）}\)+R4×（I\(_{R1}\)+I\(_{R2}\)）=5
其中V\(_{BE1}\)是VT1发射结电压，等于约0.7V，V\(_{CE1（sat）}\)是VT1饱和导通时集电极——发射极之间电压，约等于0.2V。
代入图2中参数得：I\(_{R1}\)=0.707mA，I\(_{R3}\)=0.835mA，所以可以知道V\(_{P1}\)、V\(_{P2}\)、V\(_{P4}\)电压分别为：V\(_{P1}\)=V\(_{P4}\)+0.7=2.242V，V\(_{P2}\)=V\(_{P4}\)+0.2=1.742V，V\(_{P4}\)=1.542V。
显然VT1发射结和集电结都正偏，因此饱和导通，VT2截止，故基极比发射极只高0.2V。那么，V\(_{P3}\)的电压是多少呢？回答是V\(_{P3}\)=2.8V！因为V\(_{P3}\)的电压只能是VT3、VT4、VT6三个管子发射结和VD2的正向压降之和，不可能超出2.8V。
下面分析VT3～VT6的工作状态：因VT2截止，则I\(_{B3}\)=I\(_{R3}\)=（5-2.8）/2.7=0.815mA，而VT3饱和导通时其集电极电压V\(_{C3}\)=V\(_{E3}\)+0.2=0.7×3+0.2=2.3V，因此，有I\(_{R5}\)=（5-2.3）/3.3=0.818mA。由于I\(_{B3}\)+I\(_{R5}\)=I\(_{E3}\)=I\(_{R6}\)+I\(_{B4}\)，则I\(_{B4}\)=（I\(_{B3}\)+I\(_{R5}\)）-I\(_{R6}\)=1.633-I\(_{R6}\)，而6\(_{IR}\)=V\(_{P5}\)/R6=1.4/1.5=0.933mA，于是有I\(_{B4}\)=0.7mA。显然，此时VT4饱和导通，其集电极电压V\(_{C4}\)=V\(_{E4}\)+0.2=0.9V，即VT5基极电压为0.9V，因此，VT5截止。I\(_{R7}\)=（5-0.9）/2.2=1.864mA。又由于I\(_{B4}\)+I\(_{R7}\)= I\(_{E4}\)=I\(_{R8}\)+I\(_{B6}\)，即I\(_{E4}\)=0.7+1.864=2.564mA；又I\(_{R8}\)=V\(_{P7}\)/R8=0.7/1=0.7mA，所以，I\(_{B6}\)=I\(_{E4}\)-I\(_{R8}\)=1.864mA。显然，VT6饱和导通，Vo =“0”。所以，V\(_{i}\)正向变化促使输出电平翻转的最低电压为V\(_{i}\)=1.772V，即V+=1.772 V，此后即使V\(_{i}\)继续上升，由于VT1已经饱和导通，V\(_{P4}\)被钳位于1.542V，因此VD1反偏截止，输出状态维持不变。
当V\(_{i}\)下降到1.772V临界电压时，电路仍维持输出低电平不变，这是因为此时VT1饱和导通，P4点被钳位于1.542V。所以V\(_{i}\)=1.772V>1.542V=P4，因此VT1一直维持饱和导通，VT2截止。
当V\(_{i}\)继续下降到1.542V时，VT1慢慢截止，于是又发生正反馈，从而使VT2饱和导通，VT1截止，Vo=“1”，即输出变为高电平。
所以，V\(_{i}\)负向变化促使输出电平翻转的最高电压为V\(_{i}\)=1.542V，即V\(_{-}\)=1.542V，此后既使V\(_{i}\)继续下降，由于VT1已经截止，VT2饱和导通，V\(_{P4}\)被嵌位于1.772V，输入电压不会改变VT1的工作状态，因此，输出状态维持不变，如图3所示。
二、VD2、VD3的作用
当Vi正向变化且V\(_{i}\)<V+=1.772V时，Vo=“1”，即输出为高电平。此时VT1截止，VT2饱和导通，V\(_{P3}\)=V\(_{P4}\)+0.2=1.972V，因VD2的存在，V\(_{P5}\)=0.572V，所以，VT4截止，VT5饱和导通，保证输出为高电平。如果无VD2（短路），则VT4基极电压约为1.272V，而其发射极电压约为V\(_{P7}\)=0.572V，因此VT6截止，I\(_{R8}\)=0.572mA。那么，VT4工作于何种状态呢？
假如VT4工作于饱和导通状态，则其集电极电压V\(_{P6}\)=V\(_{P7}\)+0.2=0.772V，因此VT5截止，I\(_{R7}\)=（5-0.772）/2.2=1.922mA（=I\(_{C4}\)）>0.572 mA（=I\(_{E4}\)），但这是不可能出现的。因此VT4只能工作于放大状态，忽略基极电流的影响，认为I\(_{C4}\)=I\(_{E4}\)（=I\(_{R8}\)）= 0.572 mA，那么，VT4集电极的电压V\(_{P6}\)=5-I\(_{R7}\)×I\(_{C4}\)=5-I\(_{R7}\)×I\(_{E4}\)=3.742V。因此，理论最高输出电平Vo=V\(_{P6}\)-0.7×2=2.342V，VT5基极无输入电流时，输出电压比V\(_{P6}\)小两个PN结压降；若输出带较重负载，VT5基极则有电流，那么I\(_{R7}\)将会增大，继而V\(_{P6}\)电位会更低，因此就不能保证输出为标准TTL逻辑电平。增加VD2的目的就是降低VT4基极电压，以便它可靠的截止，VT5饱和导通，保证输出为标准TTL“高”电平。
2. VD3的作用
VD3的作用与VD2相似。当Vi负向变化且V\(_{i}\)>V-=1.542V时，Vo=“0”，即输出为低电平。此时VT1饱和导通，VT2截止，V\(_{P3}\)=0.7×4=2.8V。由前面的分析我们知道：此时VT4饱和导通，其集电极电压V\(_{C4}\)=V\(_{E4}\)+0.2=0.9V，即VT5基极电压为0.9V，因为有VD3的存在，VT5也截止；又由于VT6在VT4饱和导通后也饱和导通，所以输出为稳定的“低电平”。
假如没有VD3，VT5发射极和VT6集电极直接相联，首先VT4、VT6饱和导通，Vo=“0”，即输出为低电平。而VT4饱和导通后，若无VT5，V\(_{P6}\)=0.9V；但现在有VT5的存在，那么，VT5一定会饱和导通，这样从电源+5V经R9→VT5的C-E极→VT6的C-E极→“地”，电流I=（5-0.2×2）/R9=30.7mA（两个0.2V是VT5、VT6的饱和压降）；因此，增加VD3以便垫高VT5发射极电压，使其处于稳定的截止状态。
三、滞回比较器的应用
滞回比较器用途很广，比如在测量技术中，把正弦波、三角波变换成方波，输入给CPU，便于存储、计算、传输；还可以作为幅度鉴别，把幅度在阀值以下的信号滤除，只有幅度超过阀值的脉冲才可以使电路动作，从而达到了幅度鉴别的目的。另外，利用滞回比较器也可以构成多谐振荡器，如图4所示。
接通电源瞬间，电容C上的电压为0，输出Vo为高电平。Vo的高电平通过电阻R对电容C充电，当V\(_{i}\)达到VT\(_{+}\)时，滞回比较器翻转，输出低电平，输出为0，此后电容C充电开始放电，V\(_{i}\)下降，当V\(_{i}\)下降到VT\(_{-}\)时，电路又发生翻转，于是形成振荡，如图5所示。
（葛中海）