简述负电压存在的作用

电子说

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描述

一般电子电路中多用正极性电压,比如+5V、+12V等等…但偶尔也会遇到负极性电压,负极性电压产生的原理和正极性电压类似,但他们的作用好像不太一样。

@电之炼钢术士

简单说一下现在电路设计中常见的情况。

1、人为规定。例如电话系统里是用-48V来供电的,这样可以避免电话线被电化学腐蚀。当然了,反着接电话也是可以工作的,无非是电压参考点变动而已。

2、通讯接口需要。例如RS232接口,就必须用到负电压。-3V~-15V表示1,+3~+15V表示0。这个是当初设计通讯接口时的协议,只能遵守咯。PS:MAX232之类的接口芯片自带电荷泵,可以自己产生负电压。

3、为(非轨到轨)运放提供电源轨。老式的运放是没有轨到轨输入/输出能力的,例如OP07,输入电压范围总是比电源电压范围分别小1V,输出分别小2V。

这样如果VEE用0V,那么输入端电压必须超过1V,输出电压不会低于2V。这样的话可能会不满足某些电路的设计要求。

为了能在接近0V的输入/输出条件下工作,就需要给运放提供负电压,例如-5V,这样才能使运放在0V附近正常工作。不过随着轨到轨运放的普及,这种情况也越来越少见了。

4、这个比较有中国特色,自毁电路。一般来说芯片内部的保护电路对于负电压是不设防的,所以只要有电流稍大,电压不用很高的负电压加到芯片上,就能成功摧毁芯片,避免……的情况。

@懒得起名

在IGBT或者MOSFET的门极电压可能为负的,例如有的用+15/-5 V,有的用+15/0 V。在关断时用上负电压,可以加快miller电容放电,防止dv/dt带来的误导通。

所以对于开关频率较高,或者Vds较高的情况,用负电压关断+miller clamping比较常见。

@卫唯

快速可以想到两种

1)调整输出直流偏置以适应后级电路的输入范围。运放有输入输出范围,有时候不想引入噪声去调整反馈电阻,多级之中调整输出到后级所需的直流偏置电压范围,最方便的做法可以通过调整负压去调节。

2)音频放大器电路中提高效率,节省无意义的静态功耗。譬如一个驱动耳机、喇叭、等等的ab类放大器。没有负压的话,静态输出直流工作点为正,就有大量无意义的静态功耗了,效率极低;如果有负压,就可以使得输出静态工作点为0去节省静态功耗。

@石灰水

楼上都讲的差不多了。

负电压真的就是相对而言的,全看你的接地接在哪里。要是一个电池小灯的简单电路,你把电池正极接地的话⋯⋯那就有负电压了。

很久很久以前的大众(应该是这个牌子)把电池的正极接到了车身上,那车就没有正电压,都是负的。

然后就是op amp(运算放大器),根据外部电路不同,有一个反向放大的配置。就是输出会是负的输入乘上放大倍数。

然而如果不给op amp提供负电压,就没法做到输出负信号,因为op apm输出的最大最小值是被提供的两个电压限制的。

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