运放轨至轨的真实容貌

        轨至轨运放非常受欢迎，对于低电源电压尤其有用。

        图1显示了一个典型的双输入轨至轨级，其中包含N沟道和P沟道晶体管对，P沟通场效应晶体管（FET）工作共模电压范围较低时，可以稍微低于负轨（如单电源接地）。

        N沟通场效应晶体管（FET）工作共模电压范围较高时，可以接近或稍高于正电源轨。在输入电压连续变化时，导通管将从N管切换至P管，这将引起P和N输入级将具有稍微不同的失调电压，失调电压会发生变化。若系统精度要求高，则该失调电压变化将会是一个问题，同时在交流应用中会产生失真。否则可以忽略该失调电压变化。

图1 

        图2显示了第二种类型的轨至轨输入级。内部电荷泵会对为单个P 通道输入级供电的电压进行提升，使其高于正电源轨大约 2V。借助该电压提升，单输入级可以在完整的轨至轨输入电压范围（低于底轨到高于顶轨）内无缝执行，不存在转换干扰。

图2 

        并非所有应用都需要轨至轨输入的运放。例如，增益大于单位增益的反相运放通常不需要轨至轨输入，但仍具有轨至轨输出。因为反相输入方式时，同相端输入电压（共模电压）通常是固定电位。

        轨至轨放大器可产生极为接近接地的输出电压 ，但有多么接近呢？现在讨论的是互补金属氧化物半导体 (CMOS) 运算放大器，当尝试最大化输出电压摆幅时，经常会在低电压设计中使用该器件。表1中显示了这些器件的规格

表1

        表 1 似乎表明，输出最小摆动电压为地+15mV，若想要测接近地信号则会存在失真。
        通常可在规格表的顶部看到测试条件，如RL连接到VS/2。在该指定条件下，放大器必须在输出接近接地时通过负载电阻器灌入电流，确保它可以正确地拉和灌电流。