运算放大器的共模电压

在上一篇文章，使用运算放大器OPA735设计了一个跟随电路，但是这个跟随电路，输入在3.5V及3.5V以上时，却不能实现跟随功能。这个问题是由运放的输入共模电压限制引起的。

为了说清楚这个问题，我们首先来了解一个概念，运算放大器的共模电压。运算放大器的共模电压是指两个输入端的平均电压，如下图所示：

 

 

 

共模电压：

 

对于同相放大电路，Vin+ = Vin-= VS1，故：VCM = VS1

 

对于反向放大电路，Vin+ = Vin-= 0V，故：VCM = 0

 

运算放大器有一个输入参数，共模输入电压范围，它定义了放大器正常线性工作所需的输入共模电压范围，如果超过这个共模输入范围，输出信号将变成非线性。下面我们来看看OPA735的共模输入电压范围，如下图所示：

根据表格中的参数，当正负5V供电时，共模输入电压范围是:（-5V-0.1V,+5V-1.5V）即（-5.1V,+3.5V）。
 

当使用OPA735设计的跟随电路，输入电压超过3.5V时，也就超过了OPA735的输入共模电压范围，输出不再线性。但是为什么是刚好在3.5V也不能实现跟随呢？我想3.5V太极限了，我们在设计的时候，不可能去取一些极限的参数，所以没有必要去深究。

是什么因素导致了运算放大器输入的限制呢？笔者查阅了一些资料，解释见下面的图片：

 

 

 

通过上面的分析，我们也明白了，反相放大电路的共模电压是0V，所以不受输入共模电压范围的影响，同相放大电路（包括跟随电路）则必须考虑输入信号是否超出了输入共模电压范围了。