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關於運放的軌到軌輸入

發布時間：2020-04-14 責任編輯：lina

【導讀】軌gui到dao軌gui運yun放fang十shi分fen流liu行xing，特te別bie是shi在zai那na些xie低di電dian壓ya供gong電dian的de場chang合he。因yin此ci，你ni應ying該gai了le解jie軌gui到dao軌gui運yun放fang的de工gong作zuo原yuan理li，同tong時shi對dui采cai用yong軌gui到dao軌gui運yun放fang的de設she計ji做zuo一yi些xie權quan衡heng。

軌gui到dao軌gui運yun放fang十shi分fen流liu行xing，特te別bie是shi在zai那na些xie低di電dian壓ya供gong電dian的de場chang合he。因yin此ci，你ni應ying該gai了le解jie軌gui到dao軌gui運yun放fang的de工gong作zuo原yuan理li，同tong時shi對dui采cai用yong軌gui到dao軌gui運yun放fang的de設she計ji做zuo一yi些xie權quan衡heng。

圖1所示是一個典型的軌到軌輸入級，包含N溝道和P溝道輸入對管。其中，P溝道場效應管負責接近負電源軌部分輸入電壓的導通，這個電壓可以稍微低於負電源軌（如果是單電源供電，則可以稍微低於地電位）。Ngoudaochangxiaoyingguanfuzejiejinzhengdianyuanguibufenshurudianyadedaotong，zhegedianyakeyishaoweigaoyuzhengdianyuangui。tuzhongmeiyouhuachufujiadianlu，zhexiedianluyonglaiqiehuannageshurujilianjiedaohouji。zailizhengdianyuanguidayue1.3V時，許多雙輸入級運放會發生輸入級切換。在這個電壓下發生切換的原因是，超過這個電壓時，P溝道輸入級的門極驅動電壓已經很小，不足以驅動P溝道輸入對管，因此輸入級被切換到N溝道輸入級。

P溝道輸入級和N溝道輸入級輸入失調電壓不同。如果共模輸入電壓範圍包含了輸入級電壓切換點的話，比如在增益為1的de情qing況kuang下xia，將jiang產chan生sheng輸shu入ru失shi調tiao電dian壓ya的de改gai變bian。一yi些xie運yun放fang在zai出chu廠chang時shi經jing過guo激ji光guang或huo電dian子zi校xiao準zhun以yi減jian少shao其qi輸shu入ru級ji的de失shi調tiao電dian壓ya。這zhe也ye減jian少shao了le在zai切qie換huan輸shu入ru級ji時shi失shi調tiao電dian壓ya的de改gai變bian量liang，但dan改gai變bian還hai是shi會hui存cun在zai。控kong製zhi切qie換huan輸shu入ru級ji的de電dian路lu是shi根gen據ju輸shu入ru電dian壓ya和he正zheng電dian源yuan軌gui的de相xiang對dui電dian壓ya來lai決jue定ding何he時shi切qie換huan的de，而er不bu是shi根gen據ju輸shu入ru電dian壓ya和he地di的de相xiang對dui電dian壓ya來lai決jue定ding何he時shi切qie換huan。這zhe樣yang，對dui於yu一yi個ge3.3V供電的運放，輸入級切換點就落在了一個尷尬的地方-電源中點。

雖sui然ran大da多duo數shu應ying用yong都dou忽hu略lve這zhe點dian，但dan是shi這zhe種zhong輸shu入ru失shi調tiao電dian壓ya的de改gai變bian在zai需xu要yao高gao精jing度du的de場chang合he下xia會hui成cheng為wei一yi個ge問wen題ti。在zai交jiao流liu運yun用yong中zhong，它ta還hai會hui帶dai來lai失shi真zhen。但dan這zhe裏li要yao強qiang調tiao的de是shi，這zhe種zhong情qing況kuang隻zhi會hui在zai輸shu入ru電dian壓ya範fan圍wei包bao含han了le輸shu入ru級ji電dian壓ya切qie換huan點dian的de情qing況kuang下xia才cai會hui發fa生sheng。

圖2所示為另一種類型的軌到軌輸入級。內部電荷泵將電壓提升，使得P溝道輸入級供電電壓超過正電源軌大約2V。采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)輸(shu)入(ru)級(ji)就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)從(cong)低(di)於(yu)負(fu)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)到(dao)高(gao)於(yu)正(zheng)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)無(wu)縫(feng)輸(shu)入(ru)。因(yin)為(wei)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)輸(shu)入(ru)級(ji)，所(suo)以(yi)不(bu)用(yong)擔(dan)心(xin)因(yin)為(wei)輸(shu)入(ru)級(ji)切(qie)換(huan)帶(dai)來(lai)的(de)問(wen)題(ti)。

電荷泵，也許一些設計者聽到這個詞就感到毛骨悚然。“產生噪聲的就是它，難道不是嗎？”。但dan是shi，目mu前qian它ta已yi經jing幹gan淨jing多duo了le，不bu再zai產chan生sheng那na麼me多duo噪zao聲sheng。由you於yu隻zhi需xu要yao對dui輸shu入ru級ji供gong電dian，供gong電dian電dian流liu也ye小xiao了le很hen多duo。外wai置zhi電dian容rong也ye不bu需xu要yao，現xian在zai都dou是shi內nei部bu集ji成cheng。電dian荷he泵beng產chan生sheng的de噪zao聲sheng低di於yu帶dai內nei噪zao聲sheng，以yi至zhi於yu在zai時shi域yu中zhong很hen難nan看kan見jian。然ran而er，那na些xie在zai帶dai內nei噪zao聲sheng級ji水shui平ping做zuo頻pin譜pu分fen析xi的de應ying用yong中zhong，還hai是shi可ke以yi看kan見jian一yi些xie偽wei影ying。

不bu是shi所suo有you應ying用yong都dou需xu要yao軌gui到dao軌gui輸shu入ru。反fan向xiang放fang大da電dian路lu和he增zeng益yi大da於yu一yi倍bei的de電dian路lu通tong常chang就jiu不bu需xu要yao軌gui到dao軌gui輸shu入ru，但dan是shi卻que需xu要yao軌gui到dao軌gui輸shu出chu。你ni真zhen的de需xu要yao軌gui到dao軌gui輸shu入ru的de運yun放fang嗎ma？許xu多duo工gong程cheng師shi幹gan脆cui直zhi接jie使shi用yong軌gui到dao軌gui運yun放fang，這zhe樣yang不bu用yong擔dan心xin共gong模mo輸shu入ru的de範fan圍wei。這zhe些xie工gong程cheng師shi在zai需xu要yao和he不bu需xu要yao軌gui到dao軌gui的de場chang合he均jun使shi用yong相xiang同tong的de運yun放fang。然ran而er無wu論lun你ni如ru何he選xuan擇ze，了le解jie關guan於yu軌gui到dao軌gui輸shu入ru運yun放fang以yi及ji如ru何he權quan衡heng的de知zhi識shi，可ke以yi更geng明ming智zhi的de選xuan擇ze運yun放fang。

這裏有一些運放的例子：

OPA340 雙輸入級，校準輸入偏置，5.5MHz 軌到軌 CMOS

OPA343 雙輸入級，未校準輸入偏置，5.5MHz軌到軌CMOS

OPA320 輸入級電荷泵，校準輸入偏置，20MHz 軌到軌CMOS

OPA322 雙輸入級，未經過校準，20MHz 軌到軌CMOS

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