ZHCAAM2B january 2019 – july 2023 LM124 , LM124-N , LM124A , LM158 , LM158-N , LM158A , LM224 , LM224-N , LM224A , LM258 , LM258-N , LM258A , LM2902 , LM2902-N , LM2902-Q1 , LM2902K , LM2902KAV , LM2904 , LM2904-N , LM2904-Q1 , LM2904B , LM2904B-Q1 , LM2904BA , LM321 , LM324 , LM324-N , LM324A , LM358 , LM358-N , LM358A , LM358B , LM358BA , TS321 , TS321-Q1
运算放大器可提供接近负轨的低输出电压,前提是负载和负载端接电压对 图 3-1 中所示的“恒流阱”驱动器有利。表 3-1 表明,假设负电源轨接地 (GND),负载为 10kΩ 或更少时,输出低电压小于 20mV。因此,如果负载电阻为 10kΩ 或更小并端接到负轨,则负载电阻有助于“恒流阱”提供非常低的输出电压。
参数 | 测试条件 | 典型值 | 最大值 |
---|---|---|---|
VOL 低电平输出电压 | RL ≤ 10kΩ | 5mV | 20mV |
如果运算放大器负载(包括反馈网络)端接正电压,则运算放大器在将输出驱动为低电平时必须灌入电流。图 3-1 中所示的输出级有一个微弱的恒流阱(由一个电流调节器组成),为低电平灌电流提供低输出电压。PNP 发射极跟随器可在更高的输出电压下提供更高的灌电流。
输出引脚可灌入超过 12µA 的电流,并且仍具有低于 200mV 的输出低电平,如表 3-2 所示。在数据表的电气特性表中,典型的输出电流为 30µA 或 40µA。器件原理图中的“~50µA 电流调节器”在本应用手册中被称为“恒流阱”驱动器,因为根据电气特性表,电流值不一定为 50µA。请注意,数据表规格没有最大限制。
参数 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 |
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IO 输出电流 | VID = 1V < VO = 200mV | 12µA | 40µA |
当灌入能力高达 12µA 时,输出低电压低于 200mV。在更高的电流电平下,恒流阱不再够用。因此,PNP 发射极跟随器提供此电流。但假设在室温下,在输出电压大约达到 600mV 之前,PNP 发射极跟随器不提供电流。请注意,当 PNP 发射极跟随器处于活动状态时,VOL 电平的温度系数约为 –2mV/°C。PNP 发射极跟随器提供低输出阻抗,基极电流流向输出负载以提高效率。
图 3-2 所示为低输出电压电平与灌电流之间的关系。可以看出,从恒流阱驱动器(区域“A”)到 PNP 发射极跟随器(区域“B”)有明显的过渡。请注意,顾名思义,恒流阱驱动器始终处于开启状态。
图 3-2 显示了两条端接至 5V 的 16kΩ(黑色实线)和 300kΩ(黑色虚线)电阻示例负载线。在整个电源电压和温度范围内,300kΩ 负载线与器件性能曲线在低 VOL 电平处相交。因此,此负载的预期 VOL 很低。16kΩ 负载线与器件性能曲线在更高的 VOL 下相交,后者随温度(而非 VCC)变化。在此负载下,无法实现与负电源接近的 VOL。如需具有低 VOL,则使用高电阻负载或端接至负电源的负载(包括反馈)。