电压跟随器输入和输出的误差的分析

电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。

输入输出端出现相位差的主要原因

其原因大致可分为两种：

1，由于运算放大器固有的特性

2，由于运算放大器以外的反馈环路的特性

运算放大器的特性

Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。数据手册中也有这两张曲线图。

如图所示，运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈后的增益（使用电压跟随器时为0dB）之差，即为反馈环路绕行一周的增益（反馈增益）。如果反馈增益不足1倍（0dB），那么，即使相位变化180o，回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。

反而言之，当相位变化180o后，如频率对应的环路增益为1倍，则将维持原有振幅；如频率对应的环路增益为大于1倍时，振幅将逐渐发散。在多数情况下，在振幅发散过程中，受最大输出电压等非线性要素的影响，振幅受到限制，将维持震荡状态。

为此，当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素，该参数称为相位裕度。（Fig2b.）

如没有特别说明，单个放大器作为电压跟随器时，要保持足够相位裕度的。

注：数据手册注明「建议使用6ｄB以上的增益」的放大器，不可用作电压跟随器。

运算放大器周边电路对反馈环路的影响

在实际应用中，构成电压跟随器并非象Fig1.那样简单地将输入端和输出端直接连接在一起。至少输出端是与某个负载连接在一起的。因此，必须考虑到该负载对放大器的影响。

例如，如Fig3.所示，输出端和接地之间接电容时，这一容量与运算放大器的输出电阻构成的常数造成相位滞后。

（Fig2b.所示之状态可能变化为Fig2c所示之状态）这时，环路增益在输出电阻和C的作用下降低。同时，相位和增益之间不再有比例关系，相位滞后成为决定性因素，使反馈环路失去稳定，最糟糕时可能导致震荡。单纯地在输出端和接地之间连接电容，构成电压跟随器时，每种运算放大器之间的稳定性存在差异。

Fig4.为输入端需要保护电阻的运算放大器可能发生的问题。

为解决Fig3.出现的问题，可采用Fig5.（a）、（b）所示之方法。（a）图中插入R，消除因CL而产生的反馈环路相位滞后。（在高频区，R作为运算放大器的负荷取代了CL而显现出来。） （b）则用C1来消除CL造成的相位滞后。

为解决Fig4.的问题，则可在输入保护电阻上并联一个尺寸适当的电容。一般被叫做“输入电容取消值”的近似值约为10pF～100pF。