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在電子領(lǐng)域，運(yùn)算放大器 (op-amp) 在設(shè)計(jì)和構(gòu)建各種電路中發(fā)揮著不可或缺的作用。 它們提供了令人印象深刻的靈活性，使我們能夠開(kāi)發(fā)放大器、濾波器和振蕩器以及其他應(yīng)用。 一種稱為軌到軌運(yùn)算放大器的特殊類型因其能夠提供更大的輸出電壓范圍而受到歡迎。 這篇科普文章旨在闡明軌到軌運(yùn)算放大器是什么以及它們與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器有何不同。
典型的運(yùn)算放大器是一種集成電路，用作電壓放大器，具有兩個(gè)輸入（稱為反相和非反相端子）和一個(gè)輸出。 它放大這些輸入端子之間的電壓差，具體取決于周圍的電阻器。 在大多數(shù)情況下，運(yùn)算放大器需要雙電源軌，一個(gè)提供正電壓，另一個(gè)提供負(fù)電壓，通常分別表示為 V+ 和 V-。
由于傳統(tǒng)運(yùn)算放大器的內(nèi)部架構(gòu)，輸入和輸出電壓范圍通常不會(huì)一直延伸到電壓軌（電源限制）。 換句話說(shuō)，運(yùn)算放大器的最大和最小輸出電壓通常低于實(shí)際電源電壓。 這種限制稱為輸入和輸出“余量”限制。
相比之下，軌到軌運(yùn)算放大器提供的輸入和輸出電壓擺幅非常接近電源軌。 此功能允許在混合信號(hào)應(yīng)用中更好地利用可用電源電壓范圍，從而提高信號(hào)幅度和動(dòng)態(tài)范圍。 因此，軌到軌運(yùn)算放大器在低壓應(yīng)用中特別有用，其中每一毫伏的余量都可以對(duì)整體系統(tǒng)性能做出重大貢獻(xiàn)。
軌到軌運(yùn)算放大器有兩種主要類型：輸入軌到軌運(yùn)算放大器和輸出軌到軌運(yùn)算放大器。 輸入軌到軌運(yùn)算放大器使輸入電壓能夠在電源軌內(nèi)擺動(dòng)，而輸出軌到軌運(yùn)算放大器允許輸出電壓非常接近電源軌，通常僅在幾毫伏之內(nèi)。 一些運(yùn)算放大器專門設(shè)計(jì)用于提供輸入和輸出軌到軌功能。
總之，軌到軌運(yùn)算放大器旨在最大限度地提高輸入和輸出電壓擺幅，從而使性能極限比傳統(tǒng)同類放大器更接近電源軌。 這些運(yùn)算放大器在低功耗和低電壓應(yīng)用中特別有用，它們可實(shí)現(xiàn)更大的信號(hào)幅度和動(dòng)態(tài)范圍，從而提高整體系統(tǒng)效率和性能。
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