詳解電壓跟隨器電路的構(gòu)成及應(yīng)用

前言

很多初學(xué)硬件的人第一眼看到電壓跟隨器會(huì)覺得這是個(gè)無用電路，因?yàn)檩敵鲭妷焊斎腚妷涸谧兓?，那鶴壁多此一舉呢?直接把輸入接到輸出不就行了。下面我們講解一下大家就明白了，電壓跟隨器，也稱為單位增益放大器，緩沖放大器，以及隔離放大器，是電壓增益為1的運(yùn)算放大器電路。這意味著運(yùn)算放大器不能路不能對(duì)信號(hào)提供任何放大。之所以稱為電壓跟隨器，是因?yàn)檩敵鲭妷褐苯痈S輸入電壓變化，即輸出電壓與輸入電壓相同。例如，如果 10V 作為輸入進(jìn)入運(yùn)算放大器，則輸出電壓也是10V。電壓跟隨器充當(dāng)緩沖器，不對(duì)信號(hào)提供放大或衰減。

電壓跟隨器

那么有人可能會(huì)問，電壓跟隨器的用途是什么呢?既然它輸出與輸入相同的信號(hào)，那么它在電路中的目的是什么?運(yùn)算放大器電路是具有非常高輸入阻抗的電路。這種高輸入阻抗正是我們使用電壓跟隨器的原因。

電壓跟隨器消耗很少的電流

當(dāng)電路具有非常高的輸入阻抗時(shí)，那么負(fù)載從電路中汲取的電流就非常小。因此，電阻越大，從電源汲取的電流就越少。好處就是當(dāng)電流饋送到高阻抗負(fù)載時(shí)，電路的功率不會(huì)受到影響。在下面的這個(gè)電路中，負(fù)載需要并消耗大量的電流，因?yàn)樨?fù)載是低阻抗的。根據(jù)歐姆定律I=V/R。如果負(fù)載的電阻非常低，它會(huì)吸收大量電流。這會(huì)導(dǎo)致從電源汲取大量電能，并因此導(dǎo)致高干擾。

下面的這個(gè)電路現(xiàn)在從電源吸取很少的電流。由于運(yùn)算放大器具有如此高的輸入阻抗，因此它消耗的電流非常小。

這就是使用電壓跟隨器的原因之一。由于輸入阻抗比較大，它們消耗的電流很少，不會(huì)干擾原始電路，并提供與輸入相同的電壓信號(hào)。它們充當(dāng)隔離緩沖器，隔離電路，使電路的電源受到的干擾很小。

電壓跟隨器在分壓電路中很重要

比如下面的電路，如果我們的要求的負(fù)載兩端要有5V的電源電壓，那此電路很明顯將無法工作。因?yàn)樨?fù)載電阻比較小，和下面的10K電阻并聯(lián)后阻值較小，分壓發(fā)生變化，那怎么解決呢?

分壓電路

我們可以用運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓跟隨器，由于運(yùn)放輸入電阻很大，和下面的10K并聯(lián)之后的阻值仍舊接近10K，計(jì)算一下，假設(shè)運(yùn)放輸入電阻是100MΩ，那么10K和100K并聯(lián)之后的阻值是9999Ω。因此，電壓跟隨器可以作為隔離電路降低對(duì)負(fù)載和電源之間的干擾。

電阻分壓器做隔離電路

審核編輯：湯梓紅