負(fù)電阻取消運(yùn)算放大器負(fù)載

取消負(fù)載可使運(yùn)算放大器能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出電流，同時(shí)保持所有其他高精度規(guī)格，如非常高的開環(huán)增益、低失調(diào)電壓和電流、低失調(diào)電壓和失調(diào)電流噪聲以及低失真。

精密運(yùn)算放大器通常具有非常高的開環(huán)增益、低失調(diào)電壓和電流、低失調(diào)電壓和失調(diào)電流噪聲以及低失真。明顯缺乏高輸出電流的能力，同時(shí)保持所有其他高精度規(guī)格。因此，高精度運(yùn)算放大器在驅(qū)動(dòng)低阻抗負(fù)載時(shí)存在問題。

一種解決方案是“取消”負(fù)載。如果您的阻性負(fù)載為“R”Ω并且您與之并聯(lián)的負(fù)電阻為“-R”Ω，則并聯(lián)組合的電阻是無限大的。如圖1所示的電路可以產(chǎn)生負(fù)電阻：Rin = -Rnf（R1/R2）。此數(shù)量的推導(dǎo)如下：

Vo = Vin（1 + R2/R1）

Iin = （VIN - Vo）/Rnf = -（Vin/Rnf）（R2/R1）

Rin = Vin/Iin = -Rnf（R1/R2）.

圖1.該電路產(chǎn)生Rin = -Rnf（R1/R2）的負(fù)電阻。

圖2顯示了該概念的實(shí)際應(yīng)用。第一個(gè)運(yùn)算放大器是精確的單位增益緩沖器，第二個(gè)運(yùn)算放大器是大電流、寬帶寬、增益為2的驅(qū)動(dòng)器。由于該負(fù)電阻級(jí)中的R1 = R2，其輸入電阻為-Rnf = -200Ω，與精確緩沖器200Ω負(fù)載電阻的大小相匹配。如果這些幅度完全匹配，緩沖區(qū)將看到（幾乎）開路。

圖2.將一個(gè)負(fù)載消除負(fù)電阻與精密運(yùn)算放大器的負(fù)載并聯(lián)，使該運(yùn)算放大器能夠驅(qū)動(dòng)200Ω

緩沖器驅(qū)動(dòng)第二個(gè)放大器的正輸入，第二個(gè)放大器驅(qū)動(dòng)負(fù)載。增益誤差、輸出電流限值和電阻失配限制了可驅(qū)動(dòng)的最小電阻，但驅(qū)動(dòng)200Ω負(fù)載很容易。該負(fù)載比精確放大器在不遭受性能損失的情況下可以處理的負(fù)載低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

請(qǐng)注意，第一個(gè)運(yùn)算放大器的精度（至一階）不受第二個(gè)運(yùn)算放大器的增益誤差、失調(diào)電壓和失調(diào)電流的影響。驅(qū)動(dòng)器也沒有顯著的正反饋，因?yàn)槠湔斎胗傻谝粋€(gè)運(yùn)算放大器的極低輸出阻抗驅(qū)動(dòng)。該電路的階躍響應(yīng)表現(xiàn)良好，沒有振鈴。

負(fù)電阻方法同樣適用于雙電源運(yùn)算放大器，因?yàn)樨?fù)電阻部分可以拉出電流和吸收電流。如果驅(qū)動(dòng)器運(yùn)算放大器沒有內(nèi)置增益設(shè)置電阻，則其同相增益可能設(shè)置得更接近單位，從而（可能）允許兩個(gè)運(yùn)算放大器共享同一電源。這種方法限制了精密運(yùn)算放大器的輸出擺幅，但在給定應(yīng)用中，這種限制可能是可以接受的。為了保證精密運(yùn)算放大器的全帶寬，驅(qū)動(dòng)器運(yùn)算放大器應(yīng)具有更寬的帶寬。

審核編輯：郭婷