运放电压跟随器的工作原理：电压跟随器秘笈

运放电压跟随器的工作原理：电压跟随器秘笈FIg1.　电压跟随器和反馈环路运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相，即，当负输入端的印加电压引起输出增大时，运算放大器能够相应地使增加的电压降低。不过，运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。当输出和输出之间的相位相差180°时，负输入与正输入正好相同，原本应该减少的输出却得到了增强。(成为正反溃的状态。)如果在特定频段陷入这一状态，并且仍然保持原有振幅，那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。用运放构成电压跟随器的电路，传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿，而实际电路要复杂的多，稳定性问题不可忽视_，希望对实际应用有一点帮助。用电压跟随器使运算放大器保持稳定，须注意哪些问题?A：对于采用负反馈的放大电路，如何减少振荡以保持稳定，目前尚无定论。电压跟随器也不例外。

电压跟随器并非深奥难懂，究其本质而言，电压跟随器即共集电极电路。本文对于电压跟随器的讲解，主要在于介绍运放构成电压跟随器的稳定性问题。此外，文章第一部分将简单介绍何为电压跟随器。

一、电压跟随器是什么?

电压跟随器是共集电极电路，信号从基极输入，射极输出，故又称射极输出器。基极电压与集电极电压相位相同，即输入电压与输出电压同相，也就是电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。当RF=0，R1=∞，即uo=ui，Auf=1这时输出电压跟随输入电压作形同的变化，称为电压跟随器。

二、使用运放构成电压跟随器的稳定性问题

用运放构成电压跟随器的电路，传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿，而实际电路要复杂的多，稳定性问题不可忽视_，希望对实际应用有一点帮助。

用电压跟随器使运算放大器保持稳定，须注意哪些问题?

A：对于采用负反馈的放大电路，如何减少振荡以保持稳定，目前尚无定论。电压跟随器也不例外。

运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相，即，当负输入端的印加电压引起输出增大时，运算放大器能够相应地使增加的电压降低。不过，运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。当输出和输出之间的相位相差180°时，负输入与正输入正好相同，原本应该减少的输出却得到了增强。(成为正反溃的状态。)如果在特定频段陷入这一状态，并且仍然保持原有振幅，那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。

FIg1.　电压跟随器和反馈环路

2. 输入输出端出现相位差的主要原因

其原因大致可分为两种:

1，由于运算放大器固有的特性

2，由于运算放大器以外的反馈环路的特性

2.1. 运算放大器的特性

Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。数据手册中也有这两张曲线图。

如图所示，运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈后的增益(使用电压跟随器时为0dB)之差，即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。如果反馈增益不足1倍(0dB)，那么，即使相位变化180o，回到正反馈状态，负增益也将在电路中逐渐衰减，理论上不会引起震荡。

反而言之，当相位变化180o后，如频率对应的环路增益为1倍，则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时，振幅将逐渐发散。在多数情况下，在振幅发散过程中，受最大输出电压等非线性要素的影响，振幅受到限制，将维持震荡状态。

为此，当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素，该参数称为相位裕度。(Fig2b.)

如没有特别说明，单个放大器作为电压跟随器时，要保持足够相位裕度的。

注：数据手册注明「建议使用6dB以上的增益」的放大器，不可用作电压跟随器。