運(yùn)算放大器的應(yīng)用講解（二）

今天我們一起討論一下軌到軌（rail-to-rail）運(yùn)算放大器。

首先，看一下軌到軌運(yùn)放和非軌到軌運(yùn)放的最明顯差別：

測試條件：運(yùn)放正電源：+5V，負(fù)電源：0V，運(yùn)放以最大電壓輸出。

非軌到軌運(yùn)放以 LM358 進(jìn)行測試，輸出電壓約3.5V，如下圖

軌到軌運(yùn)放以 SGM8551 進(jìn)行測試，輸出電壓接近5V ，如下圖

可以看到，軌到軌運(yùn)放 SGM8551 的輸出電壓，可以覆蓋 0V 到 +5V，而非軌到軌運(yùn)放 LM358 輸出電壓為 0V 到 +3.5V。

我們看一下運(yùn)放 LM358 的數(shù)據(jù)手冊，如下圖，其中有一條提到，最大輸出電壓為 (V+) - 1.5V，也就是不能全覆蓋輸出。

而軌到軌運(yùn)放的輸出電壓可以非常接近其電源電壓，上面我們測試的 SGM8551，在供電電壓為 5V 時，其輸出電壓，理論值為 4.998V 。

所以，軌到軌運(yùn)放，帶來的好處就是，相同的供電電壓下， 更大的動態(tài)響應(yīng)范圍 ，軌到軌運(yùn)放輸出擺幅能夠非常接近電源電壓，但由于晶體管上有一定的壓降，所以不能完全達(dá)到軌電壓，兩者的差值在幾毫伏之內(nèi)。

軌到軌運(yùn)放一般都是低壓運(yùn)放，輸入和輸出精密運(yùn)算放大器，具有低輸入失調(diào)電壓和偏置電流。軌到軌輸入和輸出擺幅使高端和低端檢測變得更容易。這些特性使軌到軌運(yùn)放成為溫度、位置和壓力傳感器、醫(yī)療設(shè)備和應(yīng)變計(jì)放大器或任何其他需要精度和長期穩(wěn)定應(yīng)用的理想選擇。