轨到轨(rail-to-rail)运算放大器讲解
模拟技术
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描述
今天我们一起讨论一下轨到轨(rail-to-rail)运算放大器。
首先，看一下轨到轨运放和非轨到轨运放的最明显差别：
测试条件：运放正电源：+5V，负电源：0V，运放以最大电压输出。
非轨到轨运放以 LM358 进行测试，输出电压约3.5V，如下图
轨到轨运放以 SGM8551 进行测试，输出电压接近5V ，如下图
可以看到，轨到轨运放 SGM8551 的输出电压，可以覆盖 0V 到 +5V，而非轨到轨运放 LM358 输出电压为 0V 到 +3.5V。
我们看一下运放 LM358 的数据手册，如下图，其中有一条提到，最大输出电压为 (V+) - 1.5V，也就是不能全覆盖输出。
而轨到轨运放的输出电压可以非常接近其电源电压，上面我们测试的 SGM8551，在供电电压为 5V 时，其输出电压，理论值为 4.998V 。
所以，轨到轨运放，带来的好处就是，相同的供电电压下，更大的动态响应范围，轨到轨运放输出摆幅能够非常接近电源电压，但由于晶体管上有一定的压降，所以不能完全达到轨电压，两者的差值在几毫伏之内。
轨到轨运放一般都是低压运放，输入和输出精密运算放大器，具有低输入失调电压和偏置电流。 轨到轨输入和输出摆幅使高端和低端检测变得更容易。 这些特性使轨到轨运放成为温度、位置和压力传感器、医疗设备和应变计放大器或任何其他需要精度和长期稳定应用的理想选择。
下集预告;
运放做为放大器时的应用，会用实际电路中的一个例子，和大家一起讨论，欢迎关注，我们下集见。
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