運(yùn)算放大器需要考慮的電壓范圍

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通常會(huì)遇到有關(guān)運(yùn)算放大器電源輸入和輸出電壓范圍能力的問題，它可能讓人感到疑惑，那么我在這里嘗試解決這個(gè)問題。首先，常見運(yùn)算放大器沒有接地端子。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器不“知道”接地的位置，因此它也就無從知道其工作電源是一個(gè)雙電源 (±)還是一個(gè)單電源。只要電源輸入和輸出電壓在其工作范圍以內(nèi)，就不會(huì)出問題。下面是需要考慮的關(guān)于電壓范圍的三個(gè)關(guān)鍵問題：

1.總電源電壓范圍。這是兩個(gè)電源端子之間的總電壓。例如，±15V 意味著總電壓范圍為 30V。再如，某個(gè)運(yùn)算放大器的工作電壓范圍可能為 6V 到 36V。在低電壓極端條件下，它可能為 ±3V 或者 +6V。在高壓極端條件下，它可能為 ±18V或者 +36V，甚至是 -6V/+30V。

2.輸入共模電壓范圍(C-M 范圍)一般是相對(duì)于正負(fù)電源電壓而言的，如圖 1 中所示。使用類似于方程的方法表示時(shí)，假定的運(yùn)算放大器的 C-M 范圍可以描述為負(fù)軌以上 2V 到正軌以下 2.5V?？杀硎緸椋?V-)+2V 到 (V+)–2.5V。

3.同樣，輸出電壓范圍(或輸出擺幅能力)也是相對(duì)于軌電壓指定的。這時(shí)，它可以表示為 (V-)+1V 到 (V+)–1.5V。

圖 1、2 和 3 顯示了 G = 1 緩沖器配置。重點(diǎn)是：圖 1 中示例的輸出能力被限定為與負(fù)軌相差 2V、與正軌相差 2.5V，原因是輸入 C-M 范圍受限?？赡苄枰愿咴鲆鎭砼渲迷撨\(yùn)算放大器，以實(shí)現(xiàn)其最大的輸出電壓范圍。圖 1 中的示例對(duì)雙電源上通常使用的運(yùn)算放大器而言是很典型的。我們不把它稱作“單電源”，但是它可以通過保持在這些范圍之內(nèi)作為單電源工作。軌至軌運(yùn)算放大器非常具有吸引力，因?yàn)樗鼈兎艑捔?a target="_blank">信號(hào)電壓限制，但是，它們并非總是最佳選擇。和我們生活中的其他選擇一樣，它與其他性能參數(shù)之間存在折中關(guān)系。