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不僅需要設(shè)計(jì)一款低電源電壓的基本運(yùn)算放大器電路，而且還需要使用高電壓、低成本運(yùn)算放大器來(lái)節(jié)省成本。這行嗎？TI專家Ron Michallick教你三招，輕松應(yīng)對(duì)！

我首先以LM324器件為實(shí)例，因?yàn)樵撈骷r(jià)格不貴（很普遍），而且工作電壓低至3V。LM2902支持-40℃的工作溫度，我將使用該器件作為一種個(gè)人設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，因?yàn)榈蜏叵碌亩O管壓降最大。因此，溫度是為輸入輸出電壓范圍引起最多問(wèn)題的因素。

LM2902沒(méi)有3V參數(shù)，因此我使用圖1中的5V參數(shù)。

圖 1：TI LM2902 的 5V 參數(shù)

輸入共模覆蓋5V及更高電壓，但對(duì)于3V而言，我只能靠自己了。電子技術(shù)規(guī)則在3V 仍然適用，因此我可使用“滿量程”VICR公式0至Vcc-2V得到0V至1V的輸入范圍。

25℃下的VOH相當(dāng)簡(jiǎn)單，VCC-1.5V為1.5V，但整個(gè)溫度范圍規(guī)范是23V，這對(duì)于LM2902來(lái)說(shuō)是VCC-3V。在VCC=3V時(shí)其可降低至0V，顯然無(wú)法使用！我通過(guò)查看產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)原理圖，看到了兩個(gè)VBE壓降。假設(shè)溫度系數(shù)為 -2mV/℃，-40℃ VOH則降低260mV(2*(-40℃-25℃)*-2mV/℃)。為獲得少量設(shè)計(jì)裕度，我將其定為300mV。我的最新VOH現(xiàn)在是1.2V(VCC-1.5V-0.3V)。

VOL對(duì)于所有溫度而言一般是0V，但有個(gè)問(wèn)題，這只適合端接至接地的負(fù)載。對(duì)于需要輸出吸收電流的負(fù)載而言，那就不同了。為此，我將參考LM2904-N產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的吸收電流圖（圖 2）。

圖 2：LM2904 的電流吸收

適中電流的VOL低于0.8V，但這依然是25℃的數(shù)據(jù)及典型圖表。回顧一下產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)原理圖，該性能說(shuō)得通。這次對(duì)于更高電流驅(qū)動(dòng)器而言，我只看到了1VBE。假設(shè)溫度系數(shù)是-2mV/℃，-40℃ VOL增加130mV ((-40℃-25℃)*-2mV/℃)。為得到一定設(shè)計(jì)裕度，我將其定為200mV。我的最新VOL 是1.0V (0.8V+0.2V)。

輸入范圍是0V至1V，這很有難度但我能做到。

輸出范圍是 1.0V至1.2V，這非常難，我做不到。

好消息是，如果輸出吸收的電流沒(méi)必要大于幾微安，那么輸出范圍就可以是0V至1.2V。此外，輸出電壓范圍還可通過(guò)在輸出引腳上使用上拉或下拉電阻器增加。

下拉電阻器對(duì)VOL的實(shí)效只需通過(guò)計(jì)算所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載便可確定，但一定要將反饋網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載包含在內(nèi)。LM2904 不會(huì)對(duì) VOL 的電阻器產(chǎn)生反作用。

上拉電阻器對(duì)VOH的實(shí)效可通過(guò)計(jì)算所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載確定。但是，LM2904 中的低電流吸收（一般是 30uA) 要計(jì)入上拉電阻器所應(yīng)提供的電流中。

因此，LM2902和其它高電壓低成本運(yùn)算放大器可在指定最小電源電壓下使用。但負(fù)載電流、負(fù)載電流極性、輸入電壓和輸出電壓都必須經(jīng)過(guò)精心計(jì)算，才能避免設(shè)計(jì)誤差。

更寬泛的溫度選項(xiàng)

TI一系列標(biāo)準(zhǔn)邏輯、電源和放大器產(chǎn)品的強(qiáng)大功能可為工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性。我們提供500多種適合更大溫度范圍（–40℃至 125℃）的器件。