有关单电源运放的一个抢手评论论题是:它们是否可以做轨至轨的输入或输出运转。单电源运放的供给商都宣称自己的放大器有轨至轨输入才干,但芯片规划者有必要做出某些折衷,才干完成这类功能。
图1 这个运放的组合输入级选用PMOS和NMOS差分对,因而输入电压规模可以从正电压轨直到负电压轨。
一款常见单电源放大器的输入结构是有并联的PMOS和NMOS差分输入级,它结合了这些级的长处,完成了真实的轨至轨输入运转(图1)。当VIN+挨近于负电压轨时,PMOS晶体管彻底导通,而NMOS晶体管彻底截止。当输入挨近于正电压轨时,运用NMOS晶体管,而PMOS晶体管则截止。
尽管图1中小功率精细运放OPA344的输入级可以轨至轨输入作业,但电路规划者有必要处理功能的折衷问题。按图1中的规划结构,在放大器共模输入区间内,偏移电压会有很宽的改变规模。在挨近地的区域,输入级PMOS偏移差错成份占首要位置。在挨近正电源轨的区域,则首要是NMOS偏移差错。
图2 因为放大器的共模电压会从地改变到正电源,因而CMOS放大器的输入级在低于3V正电源轨约2V时,从其PMOS输入对彻底改变到其NMOS输入对。
检查输入级功能的最佳方法是看偏移电压与共模输入电压之间的联系(图2)。图2中的4.6 MHz轨至轨输入/输出CMOS放大器LMP7701在大约1.4V时体现出了偏移电压差错的穿插特性。在较低的共模输入电压时,PMOS晶体管运转,而NMOS晶体管关断。在大约1.1V时,NMOS晶体管开端导通。跟着共模输入电压的升高,电路的NMOS部分终究接手作业,而PMOS晶体管彻底关断。从1.1V至2V区间,PMOS和NMOS晶体管都在作业。
要尽量削减这种输入级的穿插效应,有一些电路规划技巧;详细可见“轨至轨输入放大器使用处理方案”。
单电源放大器制造商还称自己具有输出端有轨至轨摆幅的器材。实际上关于这些类型放大器,输出端不可能彻底摆到轨上,仅仅可以挨近罢了。