单电源运放设计指南：从基础知识到实战应用

本文档是一份宝贵的资源，专门针对学习和理解运算放大器（运放）设计提供帮助。首先，它澄清了关于运放供电方式的常见误解，指出尽管许多运算放大器有VCC+和VCC-或VCC+和GND的标识，但这并不意味着它们只能是双电源供电。实际上，它们可以在不同的电压范围内工作，但设计者必须查阅数据手册获取准确的供电电压限制。 文章详细解释了双电源和单电源运放的区别。双电源运放通常使用一个正电源和一个相等电压的负电源，输入和输出电压参考地给出，而单电源运放则将运放的电源脚接到正电源和地，通过虚拟地（Vcc+/2）作为参考点，输出电压在Vom范围内围绕虚拟地摆动。新型运放可能具有不同的最高输出电压(Voh)和最低输出电压(Vol)，这些特性需要特别注意。 对于单电源应用，设计者需格外关注输入和输出的隔离，因为输入通常参考电源地，这可能导致直流偏置问题。为了防止这种情况，需要在输入和输出端添加隔直电容。此外，由于现代运放供电电压可能会低至3V甚至更低，以避免动态范围损失，推荐使用支持轨至轨(Rail-to-Rail)电压范围的运放。然而，即使器件标明为轨至轨，仍需确认其输入和输出是否能承受整个电压范围。 这份资料对于学习如何在单电源环境下正确选择和设计运放电路，理解不同供电方式下的运放工作原理和注意事项至关重要，对于模拟电路设计者来说，是不可或缺的学习材料。