CMOS運算放大器單電源工作

軌至軌放大器可產(chǎn)生極為接近接地的輸出電壓……但到底接近到什么程度呢？我們談的是CMOS運算放大器。當(dāng)你正努力最大化輸出電壓擺動時，它常用于低壓設(shè)計。這些器件的規(guī)格通常如下：

這讓它看起來，輸出絕不會比15mV更接近接地，而最后一個15mV對于準(zhǔn)確的零式測量至關(guān)重要。但請等一下……你的確需要仔細(xì)理解這種規(guī)格的所有狀態(tài)。假設(shè)負(fù)載在兩個電源端之間“半”連接。我們通常可在規(guī)格表的頂部看到這些狀態(tài)，你會看一條如下聲明……。

RL 連接至 VS/2.

在這種規(guī)格狀態(tài)下，在輸出靠近接地時，放大器必須通過負(fù)載電阻器吸取電流。它反映了放大器測試的方法，其確保它能夠正確地輸出和吸取電流。這是測試和規(guī)定放大器的一種明智、保守的方法，但它卻不是連接你的負(fù)載的方法。假設(shè)你的負(fù)載如圖1所示連接接地。負(fù)載電阻器實際幫助下拉輸出至接地，而吸取電流也無需放大器。

在這種狀態(tài)下，大多數(shù)CMOS運算放大器的擺動均可非常接近接地—小于1到2毫伏。規(guī)格可能并沒有重點說明這種能力，但其已顯示在圖中。圖2表明，輸出電壓擺動與輸出電流相關(guān)。該圖可能受益于高精度，但你會看到在進(jìn)行這種測試時輸出電壓與具體的電壓軌相交，即±2.75V。單電源工作時，V-電源等于0V。

現(xiàn)在，我需要增加一些附加條件。注意，在圖3中，反饋網(wǎng)絡(luò)參考接地。你需要考慮放大器負(fù)載的所有源，不僅僅只是RL。在這種情況下，R1 + R2為同RL并聯(lián)的有效附加接地參考負(fù)載。但是，如果R1參考正電壓，則輸出接近0V時需要放大器來吸取來自反饋網(wǎng)絡(luò)的電流，并且輸出擺動無法非常接近接地。

另一個附加條件。在同一塊電路中，如果增益增高，則輸入偏置電壓可能會使你的輸出擺動變小。例如，G=20時，如果輸入為+1mV運算放大器的偏置電壓，零輸入將產(chǎn)生20mV輸出。這不是由于輸出擺動限制，而是偏置電壓問題。當(dāng)然，小負(fù)輸入電壓可帶來極為接近0V的輸出，但你的電路絕不會有負(fù)輸入電壓。

再次—反應(yīng)式負(fù)載AC信號或許是一個例外。負(fù)載電流和電壓與反應(yīng)式負(fù)載不同相，因此輸出電壓接近接地時可能要求放大器來吸取電流。

最后—我們談的是CMOS運算放大器。雙極（BJT）運算放大器擺動無法如此接近接地。

低壓、電池供電型電路具有挑戰(zhàn)性，因為我們好像始終都在努力最大化電壓擺動。較好地理解運算放大器的性能以后，你才能擠出更多的輸出擺動，以接近接地。

責(zé)任編輯：haq