不加负压让运放避开最小输出电压限制，输出“0V”

运算放大器输出轨的问题，即运算放大器的输出会由于内部限制会有一个输出电压范围，而且这个输出电压范围也是受到温度以及输出电流（负载）影响，例如下图截取自LTC2058

如何能避开这个最小输出电压，这个也是LTC2058里的典型应用电路（下图截取自LTC2058的数据手册），如下图，蓝色曲线是不增加二极管的输出电压曲线，红色是输出端串联二极管的输出曲线，黑色是理想运算放大器的输出曲线（输出完全完全轨到轨，单电源供电情况下也可以0V~VCC输出电压）：

 

上图，是一个低端电流检测放大电路，是一个同相比例放大器，放大倍数是101倍，输出电压Vout = Vsense*101。

例如同相输入端检流电阻上的电压Vsense = 30uV

不串联二极管的情况：

理想运算放大器（输出完全轨到轨）输出电压Vout为30uV*101 = 3.03mV。

然而实际运算放大器（输出到电源轨会有几mV~十几mV甚至更多的电压差，尤其是非轨到轨运放）。由于是单电源供电，而且3.03mV＜5mV（运放能输出的最低电压），所以本例子中LTC2058输出为5mV。

加二极管的情况（假设二极管压降1V）：

理想运算放大器输出电压为1V+3.03mV，减去二极管压降最终输出3.03mV。

实际运算放大器输出电压为1V+3.03mV（大于最小输出电压5mV），由于二极管在反馈环内，所以说最终输出电压仍然是3.03mV。那么这样就避免了单电源供电的应用场合下触及输出最小电压的问题了。

 总结：这个方法可以在不加负压供电的同时有效的避开运放的最小输出电压（输出轨最低点问题），不过由于增加了二极管的压降Vf，也会导致最终的输出最高电压（二极管阴极电压）受限，比如不加二极管时最高时输出5V，那么加了二极管后，最终输出电压只能是5V-Vf。这个电路优点很明显，缺点也很明显。当然就算加了二极管，也无法真正输出0V，因为会受到失调电流和失调电压的影响。

 注意图中的两个10R电阻

仿真电路

【免费】运放单电源输入0v电压资源-优快云文库https://download.youkuaiyun.com/download/anlog/89298296参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/1OdqxETJM0GT-7ilvVph4Qhttps://mp.weixin.qq.com/s/1OdqxETJM0GT-7ilvVph4Q

LTC2058数据手册和产品信息 | Analog Deviceshttps://www.analog.com/cn/products/ltc2058.html

LTC2058 (Rev 0) (analog.com)https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/LTC2058.pdf

特此记录

anlog

2024年5月16日