【導讀】工程師最常向我提的一個請求是對電壓反饋運算放大器和電流反饋運算放大器進行比較。但如果不弄清每種運算放大器如何工作，是不可能確定某種應用應該選擇哪種運放的。 這里我來介紹一下電壓反饋運算放大器。
工程師最常向我提的一個請求是對電壓反饋運算放大器和電流反饋運算放大器進行比較。但如果不弄清每種運算放大器如何工作，是不可能確定某種應用應該選擇哪種運放的。 這里我來介紹一下電壓反饋運算放大器（圖1）。
圖1：電壓反饋運算放大器使用長尾對來獲得高精度和共模抑制（CMR）。
精度和CMR是電壓反饋運算放大器的優勢，與電流反饋運算放大器相比，其壓擺率和頻率特性較差。
在圖1中，長尾對Q1-Q2和電流源I構成了電壓反饋運算放大器的輸入級。當基極電壓相等時，Q1和Q2的完美匹配會使集電極電流相等。Q1和Q2的完美匹配還有另一個好處，就是Q1的基極接地可有效地將Q2的基極接地，因為電壓降相等。 半導體工藝會盡量匹配這兩個輸入晶體管。如果沒有配平，制造商會用其它方法使這兩個晶體管看起來匹配，例如調整沉積電阻或熔斷連接。
將IN–連接至IN+可消除輸入差分電壓。因此，輸入電壓變為共模。 將共模輸入電壓調高或調低1V不會改變Q1和Q2的集電極電流，因此電路會抑制共模電壓。只要不違反集電極或發射極電流源的要求，就可以完成共模電壓抑制。
將Q1和Q2匹配可確保基極-發射極電壓和電流增益β相等。相等的基極-發射極電壓可確保不存在輸入失調電壓，而相等的電流增益可確保輸入電流相等。相等的輸入電流消除了輸入失調電流，因此可以使用外部電阻器將輸入電流轉換為運算放大器容易抑制的共模電壓。電壓反饋運算放大器的高精度是因為它有匹配的輸入級。
電壓反饋運算放大器是一種電壓增益器件，因此，它有高阻抗節點，例如各種晶體管集電極上的節點。將高阻抗節點與最小的雜散電容耦合會引起某個頻率上的信號衰減和不好的高頻特性。
此外，驅動緩沖器的節點限制了電路的壓擺率。預緩沖級（prebuffer-stage）的壓擺率公式為dV/dT = I/C。輸出電流源固定為I，結電容固定為C，因此電壓反饋運算放大器的內部設計限制了其壓擺率。此類電路的壓擺率性能受到限制，除非你能對電路進行設計來提高其壓擺率性能。但是，增加壓擺率總是以增加功率為代價的，并且往往會降低增益和精度。
總之，電壓反饋運算放大器具有極好的精度和CMR，同時具有中等頻率和壓擺率性能。
