在当时的电子体系中，负电源正在消失，正电源电压也在逐步下降。这种趋势使得轨到轨扩大器日益盛行。虽然电源电压在不断地改动，但信号电平一般坚持不变。例如，标准的视频信号为2V，当电源电压下降到2V时，扩大器/缓冲器有必要线性地、精确地作业于整个2V电压规模内。本文将专门评论轨到轨扩大器输入级的开展，并具体评论克服了轨到轨扩大器缺陷的输入增强电路。
为简略起见，咱们的评论仅限于MOSFET扩大器。图1显现了根本运放的输入级。一个被称为差分对的晶体管对坐落电流源上端，用以习惯差分输入。虽然这种拓扑能够供给差分增益并按捺共模信号，但其局限性在于其作业规模。在3V的单电源条件下，输入电压规模在0“1.5V。假如输入电压高于1.5V，电流源将被逼退出饱满状态。一旦电流源脱离饱满区域，增益将失真。
图1：根本运放的输入级。
关于像电流检测或电压检测这样的实例使用（如EKG），规划质量与能够处理的信号电压规模直接相关。标准的轨到轨运放拓扑结构能满意这种应战，该拓扑有两个输入级（如图2所示）。当输入电压挨近低电压轨时，PMOS晶体管对扩大信号。相反地，NMOS差分对扩大挨近上限电压轨的输入信号。经过这种方法，输入电压规模可认为整个电源电压规模。为取得这种输入电压规模的改进，最显着的折衷是需求额定的电源来偏置互补差分对。
图2：轨到轨作业的双输入级。
相关于输入偏置电压，偏置电压存在不太显着的折中。NMOS对的偏置不用与PMOS对的偏置匹配-产生偏置时极性反向。在电源电压中心邻近，存在从一个对到别的一个对的切换。在切换期间，偏置电压为每个对的偏置电压的平均值。这就产生了一个阶梯的特性（如图3所示）。为了更深入了解，图中给出了不同温度的偏置电压。低共模输入电压下激活的PMOS输入对表现出相关于温度很宽的偏置电压规模。NMOS对的改动导致图中右边关于高共模输入电压的散布状况。
图3：相关于输入共模电压的输入偏置电压。
如前所述的EKG等检测使用中，偏置电压的任何改动都会影响到体系的精度。信号有必要先被扩大到远远高于偏置电压的电平，以使用像图2所示拓扑结构的轨到轨扩大器。
在高精度和低功耗的使用中，需求一种新式的轨到轨扩大器。意图是在没有穿插偏置电压失真的状况下取得全规模的输入电压，这种穿插失真产生在双差分规划中的切换期间。让咱们从头回到单差分规划。图1所示拓扑的输入规模不支持整个规模的输入操作。输入规模的一部份预留下来用于偏置饱满区中的电流源。电流源能以一种答应输入横跨电源轨之间的方法完成偏置吗？在像EL8178这样的运放中包含了输入规模增强电路，用于调理供给给电流源的内部偏置。图4展现了这种立异的拓扑。在增强电路中是一个电荷泵。虽然电荷泵常常会导致噪声问题，但电荷泵的作业频率远超过扩大器的带宽。因而，扩大器的噪声功能不会有显着的改动。
图4：带输入规模增强电路的轨到轨输入级
此外，咱们有必要从头考虑偏置电压的问题。图5完成了坚持偏置电压的方针。输入规模增强电路答应单个运放对来供给轨到轨操作，不需求别的的互补差分对。偏置电压彻底决定于只是一组晶体管的失配，因而没有穿插区域。仔细的布局和修整能够保证输入基准偏置电压低于100V。
图5：相关于输入共模电压的增强输入轨到轨级输入偏置电压。
到此为止，咱们的评论仅局限于MOSFET完成方法。双极技能也能获益于这种装备。除了改进偏置电压，双极技能完成在输入偏置电流上还能表现出相似的改进。输入偏置电流仅供给给一个匹配差分对，而不是具有穿插区域的两个差分对。
以上是轨到轨扩大器的演进进程。由一个差分对组成的根本输入级不答应输入全规模的电压。双差分对将输入电压规模扩展到电源电压，可是偏置电压（以及在BJT中的偏置电流）具有非线性，这是由于两个对之间的切换引起的。第三种解决方案包含一个内部增强电路来调整单差分对的电流源偏置，以完成偏置电压接连条件下的轨到轨操作。表1总结了3种实例运算扩大器的功能。终究版别EL8178供给了低功率、高分辨率体系（如便携式EKG机器）所需的标准。
表1：具有三个不同输入级的运放功能特性参数。
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