如今，有許多模擬電路對話都集中在低功耗和低電壓方面。當(dāng)然，這對運(yùn)算放大器來說很有意義，因?yàn)檫@些基本的模擬單元電路經(jīng)常被用作1V以內(nèi)低電平傳感器信號的緩沖器或放大器。 盡管如此，仍有大量模擬電源相關(guān)的電路專門用于實(shí)現(xiàn)較高電壓的控制。在某些情況下，這是個(gè)支持高效輸電的問題，因?yàn)樵诮o定的功率水平下，較高的電壓會(huì)需要較小的電流，因此產(chǎn)生的IR電壓降和I2R功率損耗也較小。但是，對于許多這些較高電壓的應(yīng)用來說，這并不是電源本身的問題，相反，只是由于物理定律，即使電流較低或不太大，也需要較高的電壓。這些應(yīng)用包括在超聲系統(tǒng)中廣泛使用的壓電傳感器、基于壓電的精密納米范圍定位器、激光雷達(dá)（LIDAR）系統(tǒng)中的雪崩光電二極管（APD）、單光子雪崩二極管（SPAD）的偏置，以及半導(dǎo)體自動(dòng)測試設(shè)備（ATE）。 不久以前，要調(diào)整運(yùn)算放大器來提供大約50V或更高的電壓還是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。通常，這是從15V至24V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器開始，然后使用分立晶體管提高其輸出來實(shí)現(xiàn)的。從原理上看，這個(gè)電路使用PNP和NPN互補(bǔ)器件實(shí)現(xiàn)，非常簡單（圖1）。但是，要實(shí)現(xiàn)對稱性能卻非常困難，更好的電路需要使用更多的無源元件（圖2）。 圖1：這個(gè)基本電路使用一對互補(bǔ)式分立晶體管來增大低電壓運(yùn)算放大器的輸出擺幅。圖片來源：DIYstompboxes/Simple Machines Forum 圖2：為了確保在輸出擺幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對稱和線性的性能，改進(jìn)的升壓電路需要使用大量元器件。圖片來源：參考文獻(xiàn)1，圖9 在所有的負(fù)載和其他條件下，全面表征性能會(huì)非常耗時(shí)，并且需要根據(jù)這些附加元件不可避免的公差進(jìn)行分析。也有預(yù)封裝的混合器件對高電壓有效。這類器件將運(yùn)放與必需的相關(guān)元器件一起封裝在一個(gè)小封裝中，從電氣上看起來就像個(gè)運(yùn)放，但具有更高的電壓能力以及過載和熱保護(hù)功能。 幸運(yùn)的是，在最近幾年中，IC供應(yīng)商努力克服了將模擬器件限制在較低電壓下的工藝限制。例如，德州儀器（TI）OPA462高壓（180V）、大電流（典型值為30mA，最大45mA）運(yùn)算放大器采用±6V（12V）至±90V（180V）雙極性電源工作，并具有6.5MHz增益帶寬積和32V/μs壓擺率（圖3）。該封裝小巧的尺寸令人印象深刻，其主體尺寸約為5mm×4mm（加上外部引線）。 圖3：德州儀器的OPA462運(yùn)算放大器可提供±90V的輸出，同時(shí)提供30mA的典型電流。圖片來源：德州儀器 TI并不是最近進(jìn)入這些更高電壓運(yùn)算放大器領(lǐng)域的唯一一家公司。ADI公司有一款24V至220V的精密運(yùn)算放大器ADHV4702-1，可以使用對稱或非對稱電源供電（圖4）。該運(yùn)算放大器的典型壓擺率高達(dá)74V/μs，并具有10MHz的小信號帶寬。這款12引線器件的尺寸僅為7mm×7mm，符合IEC 61010-1“Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use – Part 1: General requirements”（測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求——第1部分：一般要求）對間距的規(guī)定（參考文獻(xiàn)2和3）。 圖4：ADI的ADHV4702-1是一款220V器件，可以使用對稱或非對稱雙極性電源供電。圖片來源：參考文獻(xiàn)7，第3頁