运算放大器的输入电压范围


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运算放大器

我了解,对于理想的运算放大器,Vo受Vee和Vcc限制(即Vee <Vo <Vcc)。

但是,输入电压范围又如何呢?运算放大器正常工作的允许输入电压范围是多少?我们可以施加低于Vee或高于Vcc的Vn和Vi电压吗?对于单电源运算放大器,我们可以施加负输入电压吗?

opamp是理想,实用的轨到轨解决方案,可以改变这个问题的答案吗?

Answers:


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  • 在正常操作中,V +和V-相同。如果它们不同,则将运算放大器用作比较器。

  • 选择运算放大器的重要规格是“输入共模电压”范围。输入端的电压必须在此范围内才能正常工作。

  • 一些运算放大器是“ RRIO”或轨到轨输入/输出。您可能会猜到,这意味着输入共模范围从Vee轨到Vcc轨。

  • 在共模范围内仅包括Vee轨的某些运放称为“单电源”运放。

这是LM324数据表中的规格: 在此处输入图片说明


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重要的是要注意,如果任一输入电压太接近电源轨,某些运算放大器的性能就会非常奇怪。例如,如果运算放大器的共模电压范围降低到0.5伏,这显然意味着如果两个输入均低于0.5伏,则运算放大器可能无法区分哪个较高。但是,在某些此类运算放大器上,低于0.5伏的输入可能被视为高于另一个输入-即使另一个输入远高于0.5伏。


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(1)他们都说了什么。

(2)请注意,一些运算放大器的摆幅可能会略微超出电源电压轨-这是通过在运算放大器内产生电压来实现的,该电压使运算放大器的实际工作电压大于所提供的电压。

(3)请注意,共模范围是允许输入的电压,该电压必须在输入范围之内。它们之间没有区别。如果其中一个超出范围,则不能保证其正常工作。


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输入电压范围可以变化,但是必须在电源电压范围内(您可能会看到一些电压可能会上升,例如在上方/下方0.3V),因此,如果采用单电源供电,则不允许出现负电压。
这取决于差分输入级的设置方式,某些运算放大器使用互补输入对(P通道和N通道并联)来实现轨到轨输入,每对覆盖范围的一部分。
通常,数据表中会提供有关共模输入范围的信息,这是一个没有轨到轨输入范围的运放示例(规格为+/- 5V):

共模范围示例


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您正在寻找的规格称为“输入共模范围”,并且几乎总是限于电源轨。在许多运算放大器中,它只能在一个或两个方向上都少一些。

您可以选择一个普通的运算放大器,并在每个输入的前面放置一个电阻分压器,从而制成一个输入电压范围超过电源限制的大放大器。输入失调电压也会乘以相同的值,并且会降低共模抑制,直到分压器不完全匹配。

如果您的输入信号是交流电,则可以通过变压器耦合获得很大的输入共模范围。


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但是请注意,在反相器中,连接到反相输入的电阻器的输入很容易比运算放大器的限值大得多。总体电路功能通常可以将反相输入保持在范围内。

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