你是否超越了运放的输入共模区间

为自己的电路挑选运放要通过一个选择过程，其中要考虑到最关键的应用参数。审查的参数可能包括：电源电压、增益带宽积、转换速率，以及输入噪声电压。另外还必须考虑输入共模区间，这对所有运放电路都是一个关键参数。

　　终生与运放打交道的工程师们很可能都遇到过这类情况，运放出现了未曾预料的性能。运放的好处是它们的输出通常会说明真相。很多情况下，如果有什么异常，都会明显地体现在其输出端。输出级的极限可能造成不良的输出波形。也许输出端的过多电容会造成振荡，或者输出级的电压摆幅小于电源电压轨，因此在达到满轨电压以前就出现削峰。

　　运放的输出端也会出现与输出级毫无关系的奇怪现象。不良的输出信号可能来自于器件输入端的某些异常。运放最常见的问题之一是超出了器件的输入共模区间。不过，到底什么是输入的共模区间，超出这一区间的影响是什么?

　　输入共模电压VICM是一位工程师在考虑运放输入时的首要规格之一，但它可能带来一些混淆。VICM描述了一个电压电平，它是反相和非反相输入端的平均电压(图1)。通常用下式表示：

　　认识VICM还有一种方式，即它是非反相和反相输入端VIN+与VIN-的公共的电压电平。在大多数应用中，VIN+非常接近于VIN-，因为闭环负反馈会使一个输入端密切跟踪另一个输入端，使VIN+与VIN-之间的压差接近于零。很多共模电路都是这种情况，包括电压跟随器，以及反相和非反相配置。这些情况下，通常会假设VIN+=VIN-=VICM，因为这些电压几乎是相同的。

　　描述运放输入的另一个参数项是输入共模区间VICMR，或更准确地说，是输入共模电压区间。这个参数在数据表中很常见，它是电路设计者最应关注的参数。VICMR定义了运放能正常工作的一个共模输入电压区间，并描述了输入电压与两个电压轨靠近的程度。

　　对VICMR的另一种认识方式是，它描述了由最小值VICMR、VICMRMIN和最大值VICMR、VICMRMAX所确定的一个区间，如下式所示：

　　其中，VICMRMIN是相对VCC-电压轨的极限值，VICMRMAX是相对于VCC+电压轨的极限值(图2)。

当运放超出VICMR时，器件就可能不能做正常的线性运行。因此，必须了解输入信号的整个范围区间，确保运放不超出VICMR。

　　另一个混淆点是：VICM与VICMR是非标准的缩写，各家IC供应商的数据表中经常使用不同的术语，如VCM、VIC和VCMR。因此，必须清楚自己正在查看的规格，它不是一个特定的输入电压，而是一个输入电压的范围。

　　不同运放的VICMR变化

　　运放的设计规格与所使用的工艺技术决定了器件的输入级。例如，一只CMOS运放的输入级不同于双极运放的输入级，也不同于JFET运放。了解这些运放间存在的差异非常重要。

　　表1是德州仪器公司几款运放及其VICMR。最大电源区间栏中描述了双电源和单电源的极限。表中可以明显看到，不同运放的输入区间VICMR各不相同。根据器件的类型，VICMR可能进入或超出电源轨。因此，永远不能假定某个运放可以接受某个输入信号区间，除非验证了数据表中的规格。

　　有一个宽输入范围的特例值得一提，这就是轨至轨输入运放。尽管这个名称暗示该运放的输入可以跨越整个电源轨的区间，但并非像人们可能假设的那样，所有轨至轨输