연산 증폭기의 입력 전압 범위

이상적인 opamp의 경우 Vo는 Vee와 Vcc (예 : Vee <Vo <Vcc)에 의해 제한됩니다.

그러나 입력 전압 범위는 어떻습니까? opamp가 정상적으로 작동하는 데 허용되는 입력 전압 범위는 얼마입니까? Vee보다 낮거나 Vcc보다 높은 Vn 및 Vi 전압을 적용 할 수 있습니까? 단일 공급 opamp의 경우 음의 입력 전압을 적용 할 수 있습니까?

opamp가 이상적이고 실용적이며 Rail-to-rail이이 질문의 답을 바꾸는가?

• 정상 작동에서 V +와 V-는 동일합니다. 서로 다르면 연산 증폭기가 비교기로 사용되고 있습니다.

• 연산 증폭기를 선택할 때 중요한 사양은 "입력 공통 모드 전압"범위입니다. 올바른 작동을 위해서는 입력 전압이이 범위에 있어야합니다.

• 일부 연산 증폭기는 "RRIO"또는 레일 투 레일 입력 / 출력입니다. 짐작할 수 있듯이 이것은 입력 공통 모드 범위가 Vee 레일에서 Vcc 레일로 이동 함을 의미합니다.

• 공통 모드 범위에서 Vee 레일 만 포함하는 일부 연산 증폭기를 "단일 공급"연산 증폭기라고합니다.

LM324 데이터 시트의 사양은 다음과 같습니다.

이 경우 일부 연산 증폭기는 매우 이상하게 행동 할 수 있음을 유의해야 하나 입력 전압이 전원 레일에 너무 가까이 가져옵니다. 예를 들어, 연산 증폭기에 0.5V까지 확장되는 공통 모드 전압 범위가있는 경우 두 입력이 모두 0.5 볼트 미만이면 연산 증폭기가 어느 쪽이 더 높은지를 구별 할 수 없음을 분명히 의미합니다. 그러나 일부 연산 증폭기에서 0.5V 아래로 떨어지는 입력은 다른 입력이 0.5V보다 훨씬 높은 경우에도 다른 입력보다 높은 것으로 간주 될 수 있습니다.

(1) 모두가 말한 것.

(2) 몇 개의 opamp가 공급 레일을 약간 넘어서 스윙 할 수 있음에 유의하십시오. 이는 opamp 내에서 전압을 생성하여 공급되는 것보다 넓은 실제 작동 전압을 제공함으로써 달성됩니다.

(3) 공통 모드 범위는 입력 전압 중 하나 여야하는 허용 전압입니다. 그것들의 차이점은 아닙니다. 둘 중 하나가 범위를 벗어나면 작동하지 않을 수 있습니다.

입력 전압 범위는 다양 할 수 있지만 공급 전압 내에 있어야합니다 (예를 들어 0.3V 이상 / 아래로 갈 수 있음). 단일 공급의 경우 음의 전압이 허용되지 않습니다.
차동 입력 스테이지의 설정 방법에 따라 일부 opamp는 보완 입력 쌍 (P 채널 및 N 채널 병렬)을 사용하여 레일 투 레일 입력을 달성하며 각 쌍은 범위의 일부를 커버합니다.
일반적으로 데이터 시트에 공통 모드 입력 범위에 대한 정보가 있습니다. 다음은 레일 투 레일 입력 범위가없는 연산 증폭기의 예입니다 (사양은 +/- 5V 용).

찾고있는 사양을 "입력 공통 모드 범위"라고하며 거의 항상 공급 레일로 제한됩니다. 많은 opamp에서 한 방향 또는 두 방향으로 다소 제한됩니다.

각 입력 앞에 저항 분배기를 배치하여 일반 opamp를 사용하여 공급 전압 범위를 초과하는 입력 전압 범위가 큰 것을 만들 수 있습니다. 입력 오프셋 전압에도 동일한 값이 곱해지며 분배기가 정확히 일치하지 않는 한 공통 모드 제거가 줄어 듭니다.

입력 신호가 AC 인 경우 변압기 커플 링을 통해 매우 큰 입력 공통 모드 범위를 얻을 수 있습니다.

그러나 인버터에서 반전 입력에 연결된 저항의 입력은 연산 증폭기 한계보다 훨씬 더 클 수 있습니다. 전체 회로 기능은 종종 반전 입력을 범위 내에서 유지할 수 있습니다.