一个好问题：电压跟随器放大倍数是1，那还不如不放大？省个元件多好

21ic电子网 · 公众号 · 半导体 · 2024-11-20 15:23

正文

在我们电路设计的过程中，有时候会用到运放跟随器，它的输入电压等于输出电压，放大倍数是1。

好多人都会有个疑问，这相当于没有放大，省掉不是更好，还节约一颗运放的钱？这话听起来好有道理。但我们用的每一颗芯片或者一颗电阻电容，都是有讲究的，不会凭空把它加上，增加成本。

如上图：这是一个电压跟随器，它的输入电压Vin基本等于输出电压Vout，放大倍数为1。试问，这个运放可不可以不要?

其实看使用场景吧。

以王工做过的项目来看，主要是在一些精度要求比较高的场合，要求不高的话，可以直接电阻分压过去。像传感器之类的信号采集，为了保持数据的精度和准确性，都需要用到电压跟随器。

加上这个电压跟随器的作用主要有两个：

1、隔离；

2、提高驱动能力。

其实这个隔离容易理解一些。大家应该都听过运放的虚短和虚断吧，它是我们分析运放电路的基本点。这里简单再来回顾一下：

虚短是指在理想的情况下，运放的两个输入端Up，Un电位相等，就好像短接在了一起，但事实上没有短接，故称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。

虚断指在理想的情况下，流入运放的两个输入端电流为0。这是因为理想运放的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路，故称为“虚断”。

由虚断能够看出运放的隔离作用吧，无穷大的阻抗，就相当于隔离了，它可以起到保护后级电路的目的。至于为什么运放的输入阻抗无穷大，不是本文讨论的重点，这里就不多说了，感兴趣的朋友可以下来了解一下。

驱动能力是怎么提高的呢？来举个例子吧，假设我们要对一个5V电压用单片机的ADC进行监测，因为单片机是3.3V电压，所以要对5V进行分压后再送到单片机，如下图。

通过计算后可知，分压后传输给ADC的电压为2.5V。但实际上ADC端，也就是在我们MCU的内部也有一个电阻，这个电阻将会改变送到ADC端的电压，导致采集到的数据不是那么的准确。

我们假设ADC端的电阻为RL，阻值为10K，那么实际送到ADC端的电压应该是电阻RL和电阻R2并联后，再跟R1进行分压，那么ADC实际采集到的电压就变成了为2V。

这时候，如果在输入端和输出端之间加上一个运放跟随器，输出端采集到的电压跟输入端电压几乎相等。因为电压跟随器的输入阻抗高，输出阻抗低，相当于提高了驱动能力。

写在最后

都说硬件工程师越老越吃香，这句话也证明硬件也是需要积累的，王工从事硬件多年，也会不定期分享技术好文，感兴趣的同学可以加微信，或后台回复“加群”，管理员拉你加入同行技术交流群。

以下两个电路，是之前技术交流群群友发的，王工做了一个简单的分析，旨在帮助入门或转行的同学理解学习（点击图片直接进入）

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