運算放大器輸出相位反轉和輸入過壓保護
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超過輸入共模電壓(CM)范圍時,某些運算放大器會發生輸出電壓相位反轉問題。其原因通常是運算放大器的一個內部級不再具有足夠的偏置電壓而關閉,導致輸出電壓擺動到相反電源軌,直到輸入重新回到共模范圍內為止。圖1所示為電壓跟隨器的輸出相位反轉情況。注意,輸入可能仍然在電源電壓軌內,只不過高于或低于規定的共模限值之一。這通常發生在負范圍,最常發生相位反轉的是JFET和/或BiFET放大器,但某些雙極性單電源放大器也有可能發生。
圖1:電壓跟隨器的輸出電壓相位反轉
相位反轉通常只是暫時現象,但如果運算放大器在伺服環路內,相位反轉可能會引起災難性后果。
運算放大器配置為單位增益電壓跟隨器時,最有可能發生相位反轉。在反相模式下,相位反轉不是問題,因為兩個輸入均恒定不變,并且處于地電位(某些單電源應用中則處于中間電源電壓)。
大多數現代運算放大器都會使用電路設計技術來防止相位反轉。如果運算放大器能夠避免相位反轉,其數據手冊的"主要特性"部分一般會說明這一點,但"技術規格"部分不一定會說明。
對于"軌到軌"輸入運算放大器,輸入共模電壓包括電源軌,因此,只要輸入電壓不超過電源軌,運算放大器就不應發生相位反轉。
圖2顯示了AD8625(四通道)、AD8626(雙通道)和AD8627(單通道)運算放大器系列的"主要特性"和絕對最大值規格。這些放大器具有JFET輸入,采用+5 V單電源供電時,輸入共模電壓范圍為0 V至+3 V(最大值)。"無相位反轉"特性意味著:在+3 V至+5 V的共模區間,輸出不會發生相位反轉。
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