1.1 解惑：运放的输入输出电压范围

（本系列7章31小节汇总链接：http://www.ti.com/lit/sg/slyt701/slyt701.pdf ）

本文链接：http://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/archive/2012/05/08/op-amp-voltage-ranges-input-and-output-clearing-some-confusion

说明：本系列博文均来自于上面链接的翻译，如有理解不当的地方请不吝指教。

通用运放是没有GND(ground)地端这个概念的，标准运放并不知道哪里是地，也不知道是单电源供电还是双电源供电。

以下是关于电压范围需要考虑的三个关键点：

1. 总供电范围，即运放两个供电端口的压差，比如 ±15V 供电的总电压是30V。某运放工作电压可能是6--36V，在低压极限时可以 0—6V 供电或 ±3V 供电，高压极限时可以 0—36V 或 ±18V 供电，即使不平衡电压 -6—30V 供电也是可以的。

2. 通常明确指定了输入共模电压范围（C-M range）和运放供电电压的关系。如下图1，假设摸个运放的共模电压范围被描述为高于运放负端电压2V，低于运放正端电压2.5V，即 (V-)+2V—(V+)-2.5V 。

3. 和输入共模电压一样，通常输出电压的范围也和供电电压有明确的关系。比如某运放输出电压范围是

(V-)+1V—(V+)-1.5V 。

本次的三个例子（图1，2，3）中，都是增益为1。重点是：图1 的电压输出范围只能达到(V-)+2V—(V+)-2.5V ，因为增益为1且输入只能达到这个范围。要使输出满量程，需要增大增益。

图1是典型的双电源供电，但是只有压差在使用范围，用单电源供电也可以的。

下图2是一个所谓的单电源运放，其共模电压扩展到（其实稍微略低于）负电源，这使得其可以在更多的情况下运用，也能近地操作。虽然不是单电源运放也可以用在单电源条件下，但真正的单电源运放是更多方面的。

在图2增益为1的电路中，输出电压范围是 0.5V—(V+)-2.2V  。

图3 是轨至轨运放。轨至轨输入共模电压表示可以达到甚至稍微超过正负电源轨。轨至轨输出电压表示输出电压范围可以很接近正负电源轨，通常到电源轨只有10—100mV。有些运放声明只有轨至轨输出，没有图3 的输入特性。

由于轨至轨运放的输出范围基本能达到供电电源，所以在单电源5V或以下的低电压电路中运用非常普遍。

轨至轨运放由于对输入电压的限制减小而备受欢迎，但是并不总是最好的选择哦，我们总是需要在其他的性能属性之间折中。但这就是模拟设计。就像生活中一样，总需要在各种复杂的问题中作出选择。