对轨对轨运算放大器的理解.doc

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1、轨对轨（rail-to-rail）1.所谓轨对轨（rail-to-rail）运算放大器，指的是放大器输入和输出电压摆幅非常接近或几乎等于电源电压值。2.不是所有的railtorail运放输入和输出都接近电源，有的只是输入有的只是输出，当然也有的输入输出都是railtorail的，该类运放的最大特点就是可以扩展信号的电压范围，但一般输出电流较小，在大电流的情况下并不能保证railtorail。3.在低电源电压和单电源电压下可以有宽的输入共模电压范围和输出摆幅。4.轨至轨输入，有的称之为满电源摆幅(R-R)性能，可以获得零交越失真，适合驱动ADC，

2、而不会造成差动线性衰减，实现高精密度应用，有轨至轨运放和轨至轨比较器。5.rail-to-rail，只是一个概念，其实就是正负电源(±V)供电运算放大器。☆运算放大器供电方式：1.±V；2.＋V和GND。这两种供电方式，各有各的特点。1.±V：用三极管的截止失真来说，这种方式输入，不要加入直流输入成分，它的“静态工作点”电压是0V，所以动态范围非常大，接近电源。优点：失真小，态范围非常大（振幅接近V）；缺点：双电源输入，电路变得复杂。2.＋V和GND：还拿三极管的截止失真来说，这种方式输入，如果在输入端不加入直流成分（1/2V），那么在输入信号

3、电压很大时，信号的负半周期，就是出现截止失真。（设计方案：在输入端加入直流成分（稍稍大于1/2V），它的“静态工作点”电压是1/2V左右，这样所以动态范围也可以非常大，接近电源1/2V左右。）优点：单电源输入，电路简单；缺点：不接入直流成分，失真大，如果作为高音质声音放大，会引起左右分离度降低等情况。综上情况，在高性能运算放大器电路中，采用rail-to-rail设计方案比较好。轨至轨输入/输出功能扩大了动态范围，最大限度地提高了放大器的整体性能。例如，CMOS型轨至轨输入/输出放大器就比较适用于具有以下特性的单电源应用：输入和输出轨上的摆幅很

4、小、极低的静态电流以及极低的输入偏置电流。但是，其噪声通常比双极性射极跟随器放大器要高得多。轨至轨运放在整个共模范围内，输入级的跨导基本保持恒定，这对低电压应用是至关重要的。因为当电源电压逐步下降时，晶体管的阈值电压并没有减小，但是运放的共模输入范围越来越小，这可能也正使设计出符合低压低功耗要求，输入动态幅度达到全摆幅的运放成为一种必需。注意点就是电源设计，双电源输入，电路变得复杂，电源±V输入注意去耦平衡。