作者：Bruce Trump，德州仪器 (TI)

 

轨至轨放大器可产生极为接近接地的输出电压……但到底接近到什么程度呢？我们谈的是CMOS运算放大器。当你正努力最大化输出电压摆动时，它常用于低压设计。这些器件的规格通常如下：

 

 

 

这让它看起来，输出绝不会比15mV更接近接地，而最后一个15mV对于准确的零式测量至关重要。但请等一下……你的确需要仔细理解这种规格的所有状态。假设负载在两个电源端之间“半”连接。我们通常可在规格表的顶部看到这些状态，你会看一条如下声明…….

           R_L 连接至 V_S/2.

在这种规格状态下，在输出靠近接地时，放大器必须通过负载电阻器吸取电流。它反映了放大器测试的方法，其确保它能够正确地输出和吸取电流。这是测试和规定放大器的一种明智、保守的方法，但它却不是连接你的负载的方法。假设你的负载如图1所示连接接地。负载电阻器实际帮助下拉输出至接地，而吸取电流也无需放大器。

 

 

在这种状态下，大多数CMOS运算放大器的摆动均可非常接近接地—小于1到2毫伏。规格可能并没有重点说明这种能力，但其已显示在图中。图2表明，输出电压摆动与输出电流相关。该图可能受益于高精度，但你会看到在进行这种测试时输出电压与具体的电压轨相交，即±2.75V。单电源工作时，V-电源等于0V。

 

 

现在，我需要增加一些附加条件。注意，在图3中，反馈网络参考接地。你需要考虑放大器负载的所有源，不仅仅只是R_L。在这种情况下，R1 + R2为同RL并联的有效附加接地参考负载。但是，如果R1参考正电压，则输出接近0V时需要放大器来吸取来自反馈网络的电流，并且输出摆动无法非常接近接地。

 

 

 

另一个附加条件。在同一块电路中，如果增益增高，则输入偏置电压可能会使你的输出摆动变小。例如，G=20时，如果输入为+1mV运算放大器的偏置电压，零输入将产生20mV输出。这不是由于输出摆动限制，而是偏置电压问题。当然，小负输入电压可带来极为接近0V的输出，但你的电路绝不会有负输入电压。

再次—反应式负载AC信号或许是一个例外。负载电流和电压与反应式负载不同相，因此输出电压接近接地时可能要求放大器来吸取电流。

最后—我们谈的是CMOS运算放大器。双极（BJT）运算放大器摆动无法如此接近接地。

低压、电池供电型电路具有挑战性，因为我们好像始终都在努力最大化电压摆动。较好地理解运算放大器的性能以后，你才能挤出更多的输出摆动，以接近接地。如果你对某个具体的放大器或者电路配置有疑问，请访问我们的E2E论坛。

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