設(shè)計人員大多都知道運放的追隨電壓電路設(shè)計，那么應(yīng)該有哪些注意事項呢?對于運放的追隨電壓電路一直是難點，是初學(xué)者學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的瓶頸,。理解好運放的電壓追隨電路,，對于理解運放同相、反相,、差分,、以及各種各樣的運放的電路,，都有很大的幫助。本文帶來運放的電壓電路詳細(xì)解析過程,，我們可以慢慢的去深入理解,，找到突破口掌握其中的重點內(nèi)容!

    運放的電壓追隨電路，如圖1所示,，利用虛短,、虛斷，一眼看上去簡單明了,，沒有什么太多內(nèi)容需要注意,，那你可能就大錯特錯了。

    電壓追隨電路分析

    如果我們連接運放的輸出到它的反相輸入端,，然后在同相輸入端施加一個電壓信號,，我們會發(fā)現(xiàn)運放的輸出電壓會很好的追隨著輸入電壓。假設(shè)初始狀態(tài)運放的輸入,、輸出電壓都為0V,，然后當(dāng)Vin從0V開始增加的時候，Vout也會增加,，而且是往正電壓的方向增加,。這是因為假設(shè)Vin突然增大，Vout還沒有響應(yīng)依然是0V的時候,，Ve=Vin-Vout是大于0的,，所以乘上運放的開環(huán)增益，Vout=Ve*A,，使得運放的輸出Vout開始往正電壓的方向增加,。

    當(dāng)隨著Vout增加的時候，輸出電壓被反饋回到反相輸入端,，然后會減小運放兩個輸入端之間的壓差,，也就是Ve會減小，在同樣的開環(huán)增益的情況下,，Vout自然會降低,。最終的結(jié)果就是，無論輸入是多大的輸入電壓(當(dāng)然是在運放的輸入電壓范圍內(nèi)),，運放始終會輸出一個十分接近Vin的電壓,，但是這個輸出電壓Vout是剛好低于Vin的，以保證的運放兩個輸入端之間有足夠的電壓差Ve,，來維持運放的輸出,，也就是Vout=Ve*A。

    運放電路中的負(fù)反饋

    然后，這個電路很快就會達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài),，輸出電壓的幅值會很準(zhǔn)確的維持運放兩個輸入端之間的壓差,，這個壓差Ve反過來會產(chǎn)生準(zhǔn)確的運放輸出電壓的幅值。將運放的輸出與運放的反相輸入端連接起來,，這樣的方式被稱為負(fù)反饋,，這是使系統(tǒng)達(dá)到自穩(wěn)定的關(guān)鍵。這不僅僅適用于運放,，同樣適用于任何常見的動態(tài)系統(tǒng),。這種穩(wěn)定使得運放具備工作在線性模式的能力，而不是僅僅處于飽和的狀態(tài),，全“開”或者全“關(guān)”,，就像它被用于沒有任何負(fù)反饋的比較器一樣。

    由于運放的增益很高,，在運放反相輸入端維持的電壓幾乎與Vin相等,。舉例來說，一個運放的開環(huán)增益為200 000,。如果Vin等于6V,，這時輸出電壓會是5.999 970 000 149 999V。這在運放的輸入端產(chǎn)生了足夠的電壓差Ve=6V-5.999 970 000 149 999V=29.999 85uV,，這個電壓會被放大然后在輸出端產(chǎn)生幅值為5.999 970 000 149 999V的電壓,，從而這個系統(tǒng)會穩(wěn)定在這里。正如你所見,，29.999 85uV是一個很小的電壓,，因此對于實際計算來說，我們可以認(rèn)為由負(fù)反饋維持的運放兩個輸入端之間的壓差Ve=0V,，整個過程如圖2所示,。這也就是我們熟悉的“虛短”，而由于運放的兩個輸入端之間的阻抗是很大的,，自然也就有了“虛斷”,。下面的電路具有穩(wěn)定的1倍的閉環(huán)增益，輸出電壓會簡單的追隨輸入電壓,。

    使用負(fù)反饋的一個很大的優(yōu)勢是,，我們不用去關(guān)心運放的實際電壓增益，只要它足夠大就可以,。如果運放的電壓增益不是200 0000而是250 000,，這會使得運放的輸出電壓會更接近Vin一些，更小的輸入端之間的電壓差用來產(chǎn)生需要的輸出電壓,。在圖2示意的電路中,，輸出電壓同樣會等于運放反相輸入端上的輸入電壓,。因此，對于電路設(shè)計工程師來說,，為了實現(xiàn)放大電路的穩(wěn)定的閉環(huán)增益,，運放的開環(huán)增益沒有必要是一個精確的值,，負(fù)反饋會使得系統(tǒng)自我調(diào)整,。

    使用負(fù)反饋會改善線性度、增益穩(wěn)定,、輸出阻抗,、增益的精度，但使用負(fù)反饋同樣也會帶來一個嚴(yán)重的問題,，那就是降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性,，而對于單位增益的電壓追隨電路來說，這是一種最壞的情況,，尤其是在驅(qū)動容性負(fù)載的情況下,，感興趣的同學(xué)可以自己去查閱相關(guān)的資料。關(guān)于運放電路,，很多時候我們都被灌輸反相端追隨同相端,，就像前面所說的那樣，難道就不能同相端追隨反相端嗎?

    對于今天講的電壓追隨電路來說,，只能是反相端追隨同相端,。這里因為如果在反相端施加一個正的輸入電壓，將輸出連接到同相端,，同樣假設(shè)輸出為0,，那Ve會是一個負(fù)的電壓，乘以運放的開環(huán)增益,，那輸出會是一個負(fù)的電壓,，返回到運放的同相輸入端，會進(jìn)一步得到一個絕對值更大的負(fù)電壓差,。很快運放的輸出就會達(dá)到飽和,，自然也就無法實現(xiàn)同相端追隨反相端。

    但對于運放來說,，如果在反相端施加參考電壓,，配合其它電子元器件，如三極管,、MOS等,，使得運放的整體環(huán)路形成負(fù)反饋，同樣也能使同相端追隨反相端,，而這也自然打破了我們熟悉的運放的反相端追隨同相端的規(guī)律,。運放的電壓追隨電路,，”虛短”、“虛斷”是表面,，而負(fù)反饋才是根,。基于這個根,，可以很好的幫助我們?nèi)ダ斫馇ё內(nèi)f化的運放電路,。以上就是關(guān)于運放的追隨電壓電路詳細(xì)解析過程。