运算放大器的“最大电源电流” 规格
对于大多数IC(集成电路)，数据手册上都会列出最大电源电流，但人们常常对其测量条件视而不见。对于某些轨到轨输出运算放大器，某些操作可能会导致电源电流比规定的最大值高出2到10倍。
本文探讨在确定最大电源电流时，需要考虑哪些方面；本文的讨论对双极性和CMOS运算放大器均适用。
几乎所有IC的数据手册都会提供保证的最大电源电流值，但该值并不能够用来计算最差情况的功耗。众所周知，CMOS数字器件的电源电流随着时钟频率的提高而提高，但模拟器件，特别是运算放大器会如何呢？可以使用电源电流加上供应给负载的电流作为最大值吗？(提示：并不尽然......)运算放大器以闭环形式工作，而比较器则以开环形式工作。虽然这一原则十分简单并且显而易见，但我们很少思考违反原则会带来什么后果。常见的问题是将运算放大器用作比较器，因为许多运算放大器的失调和噪声均非常低。当运算放大器采用±15 V电源供电，并且输入信号在±10 V范围内时，将其用作比较器有时是可行的，特别是如果增加一些正迟滞来避免振荡并加快不确定区域的过渡。但随着轨到轨输出运算放大器的出现，问题开始变得严重。参考文献(1)对输入和输出级做了很好的阐释。
图1. 经典双极性输出级
随着电源电压减小，用来保持较大电压摆幅的方法之一是将传统输出级变为“轨到轨”输出级。图1所示为一个经典输出级，可以称之为非轨到轨输出级，其输出只能达到正电源的1 V范围内。为了更接近供电轨，输出级晶体管变为共发射极配置，如图2所示。
图2. 双极性轨到轨输出
随着电源电压减小，用来保持较大电压摆幅的方法之一是将传统输出级变为“轨到轨”输出级。图1所示为一个经典输出级，可以称之为非轨到轨输出级，其输出只能达到正电源的1 V范围内。 为了更接近供电轨，输出级晶体管变为共发射极配置，如图2所示。“轨到轨”输出并非真正的“轨到轨”，但是可以达到距电源电压50 mV至100 mV范围内，具体取决于输出晶体管的大小和负载电流。 比较这两个输出级，有三点值得特别注意：第一，传统输出级具有电流增益、小于1的电压增益和非常低的输出阻抗。第二，轨到轨输出级是共发射极输出级，因而具有电压增益，约为gm &TImes; RL。RL由外部负载和晶体管的输出阻抗(RO)组成。当输出与供电轨相差数百毫伏以上时，RO非常大，通常可以忽略不计，但如果输出接近供电轨，则不能忽略。第三，可以将输出看作传统的双晶体管比例式电流镜，这是问题的症结所在。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
