不斷降低系統(tǒng)功耗的要求以及減少系統(tǒng)中電源電壓數(shù)量的

　　期望推動著業(yè)界向更低電源電壓這一趨勢發(fā)展。降低電源

　　電壓、減少電源數(shù)量具有明顯的優(yōu)勢。其一是可以降低系

　　統(tǒng)功耗，同時還能節(jié)省空間。降低總功耗的另一好處在

　　于，將來系統(tǒng)中可能不再需要冷卻風(fēng)扇。

　　然而，隨著傳統(tǒng)的±15 V和±12 V系統(tǒng)電源電壓逐漸讓位于

　　更低的±5 V雙極性電源和+5 V及+3.3 V單電源，電路設(shè)計

　　人員必須清楚，新環(huán)境下的設(shè)計不是找到額定工作電壓較

　　低的器件這么簡單。過去使用的設(shè)計原則不可能都直接適

　　用低電壓環(huán)境。

　　降低典型運算放大器的電源電壓可起到多種效果。顯然，

　　輸入和輸出端的信號擺幅均減小。信號與軌之間所需裕量

　　（常規(guī)放大器一般為1 V至2 V）盡管在±15 V電源下重要性較

　　低，但此時卻可大幅縮小可用信號的范圍。雖然這種縮減

　　一般不會增加系統(tǒng)中的噪聲水平，但會導(dǎo)致信噪比惡化。

　　由于設(shè)計人員無法再通過提高電源電壓、加大信號擺幅等

　　技術(shù)來“覆蓋”噪聲水平，因此必須更加注意系統(tǒng)中的噪聲

　　水平。

　　帶寬和壓擺率都會隨著電源下降而降低。然而，需要注意

　　的是，為了維持相同的帶寬，較小的信號擺幅需要更低的

　　壓擺率。選擇運算放大器時，必須仔細(xì)研究數(shù)據(jù)手冊。在

　　此，列出了不同電源電壓條件下（如±5 V、+5 V和+3 V）壓

　　擺率和帶寬以及相應(yīng)負(fù)載條件的數(shù)據(jù)手冊規(guī)格參數(shù)是非常

　　有用且必要的。

　　軌到軌放大器可視為降低電源電壓這一難題的一種解決方

　　案。若未明確定義，軌到軌這個術(shù)語指輸入和/或輸出可能

　　擺

　　至接近兩個軌的器件。這種定義并不規(guī)定“接近兩個軌”的

　　確切值，也不指定維持軌到軌性能的負(fù)載條件。軌到軌運

　　算放大器屬于一種單電源運算放大器，也就是單軌器件。

　　單電源運算放大器的輸入和輸出不一定能接近軌。為了正

　　確使用軌到軌和單電源運算放大器，必須對一些常用的輸

　　出級有個基本了解。

　　圖1所示為兩個典型高速運算放大器輸出級。發(fā)射極-跟隨

　　器級廣泛應(yīng)用于低失真運算放大器中。其輸出電壓擺幅受

　　限，稍大于供電軌的一個二極管壓降?，F(xiàn)實應(yīng)用中，裕量

　　更接近1 V。為了在高頻下維持低失真，可能需要更多裕

　　量，從而進(jìn)一步降低可用峰峰值擺幅。如果添加一個以負(fù)

　　軌（單電源應(yīng)用中為接地）為基準(zhǔn)的外部負(fù)載電阻（典型值為

　　50 Ω至500 Ω），則可提供一個輸出下拉通道。再結(jié)合NPN

　　和PNP晶體管基極上的偏置，可以關(guān)閉PNP晶體管。這樣

　　做允許將輸出拉至接近負(fù)軌的水平，結(jié)果使輸出級的表現(xiàn)

　　非常接近簡單的NPN跟隨器。這樣只允許電壓接近負(fù)軌。

　　負(fù)載電阻需要以正電源為基準(zhǔn)，才能使輸出級接近正軌。

　　這種配置的另一潛在缺點在于，當(dāng)信號擺幅大于數(shù)百毫伏

　　時，將吸取較大的負(fù)載電流。舉例來說，使用50 Ω下拉電

　　阻時，如果目標(biāo)峰峰值擺幅為2V，則會從運算放大器吸取

　　40 mA的電流。