圖 4 顯示了一個典型的雙輸入軌至軌級,其中包含 N 通道和 P 通道晶體管對。P 通道場效應晶體管 (FET) 通過共模電壓范圍的較低部分來處理信號,以稍低于負軌(或單電源接地)。
N 通道 FET 以接近或稍高于正電源軌的共模電壓運行。附加電路(未顯示)決定輸出,決定下一級將處理哪個輸入級信號。大多數 TI 雙輸入級運算放大器被設計為在距離正軌大約 1.3V 時發生轉換。在該電壓之上,沒有高到足以滿足 P 通道級要求的柵極電壓,因此信號路徑會被重定向至 N 通道級。
P 和 N 輸入級將具有稍微不同的失調電壓。如果共模電壓在該轉換期間發生變動(就像軌至軌 G = 1 運行時那樣),它會導致失調電壓變化。某些運算放大器通過激光或電子調節進行了出廠修整,以降低輸入級失調電壓。該修整可降低在轉換期間的變化,但變化仍然存在。用于控制從 P 輸入級到 N 輸入級轉換的電路以正電源為基準,而不是以地為基準。在 3.3V 電源上,轉換會移至一個尷尬的點 – 中位電壓。
該失調電壓變化在大多數應用中都被忽略了,但如果您要求高精度,那么該變化會成為一個問題。它還可能導致在交流電 (AC) 應用中產生失真。但再強調一次,僅當共模輸入電壓跨越級間的轉換時才會發生失真。
圖 5 顯示了第二種類型的軌至軌輸入級。內部電荷泵會對為單個P 通道輸入級供電的電壓進行提升,使其高于正電源軌大約 2V。借助該電壓提升,單輸入級可以在完整的軌至軌輸入電壓范圍(低于底軌到高于頂軌)內無縫執行,不存在轉換干擾。
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