轨到轨（Rail to Rail）概念

轨到轨（Rail to Rail）概念

　　从输入来说, 其共模输入电压范围可以从负电源到正电源电压; 从输出来看, 其输出电压范围可以从负电源到正电源电压。 Rail to Rail翻译成汉语即 “轨到轨”，指器件的输入输出电压范围可以达到电源电压。传统的模拟集成器件，如运放、A/D、D/A等，其模拟引脚的电压范围一般都达不到电源电压，以 运放为例，电源为+/-15V的运放，为确保性能（首先是不损坏，其次是不反相，最后是足够的共模抑制比），输入范围一般不要超过+/-10V，常温下也 不要超过+/-12V；输出范围，负载RL>10kohm时一般只有+/-11V，小负载电阻(600ohm)时只能保证+/-10V。这对器件的 应用带来很多不便。

　　Rail-to-Rail的器件，一般都是低压器件（+/-5V 或 single +5V），输入输出电压都能达到电源（输入甚至可以超过）。其原理上 的秘诀便在于电流模+NPN/PNP互补输入结构。rail-to-rail器件的某些设计思想，对我们自己设计电路也可以提供一些有益的思路。

　　“轨到轨（rail-to-rail）”的特性即：它的输入或输出电压幅度即使达到电源电压的上下限，此时放大器也不会像常规运放那样发生饱和与翻转。例 如，在+5V单电源供电的条件下，即使输入、输出信号的幅值低到接近0V，或高至接近5V，信号也不会发生截止或饱和失真，从而大大增加了放大器的动态范 围。这在低电源供电的电路中尤其具有实际意义。

　　TLC2274（轨到轨）与OP07（非轨到轨）的输入输出范围如表2（厂家给出）及图2（实际测定）。可以看到，TLC2274的动态范围可达4.8V，而OP07（及其它非轨到轨特性的运放）的动态范围仅3V左右。

　　芯片型号 电源电压（V） 最高峰值（Vo） 最低负峰值（Vo） 实际动态范围（V）

　　TLC2274 +5V 4.93V 0.09V 4.8V

　　OP07 +/-2.5V 4V 1V 3V