問題:

 

采用單電源為軌到軌運(yùn)算放大器供電似乎是個(gè)雙贏組合，但會(huì)有哪些不足？

 

 

答案:

 

單電源和軌對(duì)軌輸出是很優(yōu)秀的組合，但少數(shù)參數(shù)仍需要重新調(diào)整。這個(gè)問題沒有明確說明您提到的是單電源放大器（一類特殊的放大器）還是利用單電源驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)運(yùn)算放大器；因此，對(duì)這兩種情況，我們都將進(jìn)行討論。

 

根據(jù)定義，真正的“單電源”運(yùn)算放大器采用一個(gè)電源供電，放大器的輸入共模電壓范圍包括負(fù)電源軌。值得注意的是，即使放大器的輸入可以達(dá)到負(fù)軌或比負(fù)軌還低，但這并不表示放大器的輸出也能夠這樣。當(dāng)我們討論軌對(duì)軌輸出時(shí)，將更詳細(xì)地進(jìn)行說明。

 

任何放大器都可以采用單電源供電。運(yùn)算放大器沒有接地引腳，采用雙極性電源供電與采用單電源供電是一樣的。不過，在這種配置中運(yùn)行放大器時(shí)需要額外的偏置電路。因此，放大器的性能可能會(huì)在以下方面受到些許影響：較低的帶寬、較低的電源抑制（PSR），以及較高的噪聲。

 

“軌對(duì)軌輸出”這個(gè)術(shù)語(yǔ)實(shí)際上不太準(zhǔn)確。雖然放大器輸出可以接近電源 軌，但卻決不會(huì)達(dá)到電源軌。在雙極性放大器中，軌對(duì)軌輸出級(jí)通常是共發(fā)射極；因此，輸出與電源軌之間的最小差距是晶體管飽和壓降Vcesat。 Vcesat的值取決于放大器提供的負(fù)載電流。對(duì)低電流來說，輸出與電源軌的差距可能為數(shù)十毫伏。對(duì)較高的電流來說，Vcesat可能接近0.5V或更 高。目前，某些新型放大器能夠利用片上電荷泵補(bǔ)償Vcesat壓降，使輸出擺幅盡可能接近電源軌。

 

利用示波器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，接近電源軌的放大器輸出擺幅可能顯得沒有問題， 但網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠揭示出不同的結(jié)果。隨著輸出擺幅更靠近電源軌，輸出晶體管將不再工作在線性區(qū)，從而導(dǎo)致失真。失真可能發(fā)生在距離電源軌數(shù)百毫伏的地方。 因此，如果可能，應(yīng)當(dāng)盡量為電源軌設(shè)計(jì)一些額外的裕量，這將有助于改善放大器的失真性能。 

 

 

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