用运放构成电压跟随器应注意的几个问题（转载） 2009 年 05 月 04 日 星期一 下午 02:46 题外话：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！本文是在一家日本 IC 厂家网站上找到的，希望对实际应 用有一点帮助。 Q. 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。（Fig1.） 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。 2.2. 运算放大器周边电路对反 馈环路的影响 在实际应用中，构成电压跟随器 并非象 Fig1.那样简单地将输入 端和输出端直接连接在一起。至 少输出端是与某个负载连接在一 起的。因此，必须考虑到该负载 对放大器的影响。 例如，如 Fig3.所示，输出端和接 

地之间接电容时，这一容量与运 算放大器的输出电阻构成的常数 造成相位滞后。 （Fig2b.所示之状态可能变化为 Fig2c 所示之状态）这时，环路增 益在输出电阻和 C 的作用下降低。 同时，相位和增益之间不再有比 例关系，相位滞后成为决定性因 素，使反馈环路失去稳定，最糟 糕时可能导致震荡。单纯地在输 出端和接地之间连接电容，构成 电压跟随器时，每种运算放大器 之间的稳定性存在差异。 Fig4.为输入端需要保护电阻的 运算放大器可能发生的问题。 为解决 Fig3.出现的问题，可采用 Fig5.(a)、(b)所示之方法。(a) 图中插入 R，消除因 CL 而产生的 反馈环路相位滞后。（在高频区， R 作为运算放大器的负荷取代了 CL 而显现出来。） (b)则用 C1 来 消除 CL 造成的相位滞后。 为解决 Fig4.的问题，则可在输入 保护电阻上并联一个尺寸适当的 电容。一般被叫做“输入电容取 消值”的近似值约为 10pF～ 100pF。