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到底什麼是:rail to rail OPAMP?
2008/09/23 15:31:33瀏覽50814|回應0|推薦0

    運算放大器(OPAMP)中,有一種特別的規格:rail to rail,這到底是什麼東西?在這裡我稍微提一下。

    關於這種op,我以前不懂的時候,有一個人曾經給我一個解釋:就是【軌對軌放大器】,那什麼叫【軌對軌放大器】?搞了老半天他自己也不知道。

    首先要了解【rail】是什麼東西?Rail就是指VCC-RAIL, VEE-RAIL,就是供應電源的正負電壓(軌道),其中有一個重要概念,就是一個正常的電源,必定像一個車軌一樣,是平行且固定的。

    究竟要平行到什麼程度呢?依對象而定,最簡單的分類,數位的可以容許比較大的扭曲,類比的要看精確度而定,例如做一個兩個電阻1/2的分壓,我們很依賴這個數值,假如電源有0.01V的跳動,剛才的那個點就會有0.005V的跳動,究竟這個跳動有無關係?就要判斷一下了。

    所以做類比電路,電源做的不穩的,會漂的,會被干擾的,車子就會出軌,要很注意。

    所謂【rail to rail】就是工作範圍非常逼近極限的軌道,就是系統電壓,有的op甚至可以逼近到10mV以內。

    使用此類op,要注意一個限制,就是負載越輕越好,以AD822為例,負載20uA,飽和電壓只有10mV,可是當負載為15mA時,飽和電壓便會達到1V,此時便與一般op的特性差不多了。

    這顆op還能到達15mA,有的rail to rail op,只有5mA,非常的小。

    至於所謂的【飽和電壓】是指【輸出端】已無法隨著【輸入】產生【應有】的變化了,動不了了,隨便亂舉例,例如5V的電壓,你會發現op輸出到4.5V的時候,就再也大不上去了,或是大的很慢。至於為什麼會有這種現象,電子學op741那章會分析輸出級,大致上應該會了解原因為何?

    所以如有大電流輸出需求時,要增加一個電流放大器來放大電流,此時電晶體(BJT)就會用到了,一般小訊號BJT,基極電流(base current)約為數十個uA就可以驅動,如果只需要幾十個mA電流左右的輸出,選一個適當gain(hfe or beta)的電晶體,便是一個可以考慮的輸出級。

    不過電晶體VBE造成的壓降也不小,gainVCE也是有關的,都要考慮在內,

    有的功率電晶體(POWER BJT)的基極電流可能會達到數十個mA,要特別注意。

    RAIL TO RAIL OP好處是如果op運作範圍不超過目前電壓值(5V),可以在不修改電源下,達到我們要的輸出,舉一個離譜的例子,op741就不是5V的電源能用的,此時就必須要有正負12V的電源。

    如果這樣還不行,例如只有5V電壓,我們需要0.1V~4.99V且大小為1A的輸出,那就逃不了了,還是必須要修改電源來符合需求。

( 心情隨筆心情日記 )
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