使用三运放搭建输入缓冲级和输出级电路

使用三运放搭建输入缓冲级和输出级电路

传统IA使用三运放搭建输入缓冲级和输出级电路(图2)。输入缓冲级电路提供全差分增益、单位共模增益和高阻输入，差分放大输出级提供共模增益为零的单位差分增益。这种IA可以用于许多场合，但它的简单性掩盖了两个重要缺点：可用的输入共模电压范围有限，交流CMRR也有限。


图2. 传统的三运放IA

基于三运放架构的IA其传输特性受到一定限制(图3)。在输入共模和输入差分电压的某种组合下，这种架构的缓冲放大器A1和A2很容易饱和，使输出达到电源电压。这种状况下，IA不再抑制输入共模电压。


图3. 不同共模电压下的有限传输特性(高增益，“眼图”开度缩小)。

由此，大多数三运放IA的数据资料给出了可利用的输入共模电压与输出电压的关系曲线。因为输出电压只是按比例缩放输入差分电压，曲线中的两个轴可以标记为“输入共模电压”与“输入差分电压”。六边形灰色区域代表了“有效”工作区，在这个区域内放大器A1和A2输出不会饱和到电源电压。

值得注意的是：图3所示的图形对单电源应用非常关键。共模电压很容易接近电路的地电位，灰色区域不能延伸到此电位。因此，某些应用中(如低端电流检测)不能使用传统的三运放IA，因为它们的输入共模电压等于地电位。