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在電子領(lǐng)域，運算放大器 (op-amp) 在設(shè)計和構(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算放大器是什么以及它們與標準運算放大器有何不同。
典型的運算放大器是一種集成電路，用作電壓放大器，具有兩個輸入（稱為反相和非反相端子）和一個輸出。 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，運算放大器需要雙電源軌，一個提供正電壓，另一個提供負電壓，通常分別表示為 V+ 和 V-。
由于傳統(tǒng)運算放大器的內(nèi)部架構(gòu)，輸入和輸出電壓范圍通常不會一直延伸到電壓軌（電源限制）。 換句話說，運算放大器的最大和最小輸出電壓通常低于實際電源電壓。 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應(yīng)用中更好地利用可用電源電壓范圍，從而提高信號幅度和動態(tài)范圍。 因此，軌到軌運算放大器在低壓應(yīng)用中特別有用，其中每一毫伏的余量都可以對整體系統(tǒng)性能做出重大貢獻。
軌到軌運算放大器有兩種主要類型：輸入軌到軌運算放大器和輸出軌到軌運算放大器。 輸入軌到軌運算放大器使輸入電壓能夠在電源軌內(nèi)擺動，而輸出軌到軌運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)。 一些運算放大器專門設(shè)計用于提供輸入和輸出軌到軌功能。
總之，軌到軌運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。 這些運算放大器在低功耗和低電壓應(yīng)用中特別有用，它們可實現(xiàn)更大的信號幅度和動態(tài)范圍，從而提高整體系統(tǒng)效率和性能。
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