什么是電壓跟隨器？

電壓跟隨器可以定義為運(yùn)算放大器電路的輸出直接跟隨運(yùn)算放大器的輸入。所以輸入和輸出電壓是相同的。該電路不提供任何放大功能。因此，電壓增益相當(dāng)于1。它也被稱(chēng)為單位增益、緩沖和隔離放大器。該電路具有高輸入阻抗，因此可用于不同的電路中。電壓跟隨器使用輸入信號(hào)來(lái)提供有效的輸出隔離?；緢D如下所示。

電壓跟隨器的顯著特點(diǎn)是輸入阻抗高而輸出阻抗低。具體來(lái)說(shuō)，輸入阻抗可以達(dá)到幾兆歐姆，而輸出阻抗通常只有幾歐姆，甚至更低。這種特性使得它在電路中能起到阻抗匹配的作用，使得后一級(jí)的放大電路更好地工作。當(dāng)輸入阻抗很高時(shí)，相當(dāng)于對(duì)前級(jí)電路開(kāi)路；而當(dāng)輸出阻抗很低時(shí)，對(duì)后級(jí)電路就相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，即輸出電壓不受后級(jí)電路阻抗影響。因此，電壓跟隨器常用作中間級(jí)，以“隔離”前后級(jí)之間的影響，此時(shí)也稱(chēng)之為緩沖級(jí)。

此外，電壓跟隨器還可以提高輸入阻抗，大幅度減小輸入電容的大小，為應(yīng)用高品質(zhì)的電容提供保證。其電壓放大倍數(shù)恒小于且接近1，因此輸出電壓會(huì)跟隨輸入電壓的變化而變化。

接下來(lái)小編給大家分享一些電壓跟隨器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

電壓跟隨器電路圖分享

1、使用運(yùn)算放大器741的電壓跟隨器電路圖（1）

本文介紹的是電壓跟隨器電路。電壓跟隨器是提供單位電壓增益的電路。換句話說(shuō)，你可以說(shuō)，它的輸出電壓與輸入電壓相同，但電流更高。這意味著這些電路不產(chǎn)生電壓增益，而是產(chǎn)生電流增益。如果您對(duì)電子及其工程非常感興趣，您可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)“緩沖器”一詞。緩沖器基本上是由于高阻抗而消耗少量電流的電路，因此電壓跟隨器電路也可以充當(dāng)緩沖器?，F(xiàn)在，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)“使用運(yùn)算放大器 741 的電壓跟隨器電路”

在使用運(yùn)算放大器 741 的電壓跟隨器電路中，我們首先將輸入信號(hào)施加到 IC 的非反相引腳，同時(shí)反相引腳 2 作為負(fù)反饋與輸出引腳 6 連接。偏置引腳（引腳 7 和 4）是與電池連接，輸出連接到負(fù)載電阻。運(yùn)算放大器IC 741的輸入阻抗較高，并且由于高輸入阻抗，它將從輸入源汲取非常低的電流，從而向負(fù)載提供高電流輸出。

2、使用運(yùn)算放大器741的電壓跟隨器電路圖（2）

在本教程中，我們將制作一個(gè)“使用運(yùn)算放大器 741o 放大器電路的電壓跟隨器電路”。

電壓跟隨器是一種單位增益、同相緩沖器，僅需要一個(gè)運(yùn)算放大器（和一個(gè)去耦電容器）。它只是一個(gè)輸出跟隨輸入的電路，這意味著輸出電壓保持與輸入電壓相同。電壓跟隨器配置中使用的運(yùn)算放大器必須指定為“單位增益穩(wěn)定”。它通常也稱(chēng)為單位增益運(yùn)算放大器或運(yùn)算放大器緩沖器。

我們通過(guò)使用運(yùn)算放大器 741 來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電壓跟隨器電路，以提供單位增益輸出。正如我們之前所說(shuō)，電壓跟隨器電路將提供與輸入信號(hào)相同的輸出，但輸出增益只會(huì)增加。 IC 741 是雙列直插式封裝 8 引腳集成電路?？梢蕴峁┹^高的糧食產(chǎn)量。它有兩個(gè)輸入端子，稱(chēng)為反相輸入（引腳 2）和非反相輸入（引腳 3），然后是一個(gè)輸出端子（引腳 6）。

如電路所示，可變輸入被提供給運(yùn)算放大器的非反相（Pin3）端子，反相（Pin2）端子被提供來(lái)自輸出（Pin6）的負(fù)反饋。通過(guò)調(diào)節(jié)輸入端的電位器，Vs 可以在 0-9Vdc 范圍內(nèi)變化為不同的值。偏置引腳連接至電池，輸出連接至 1KΩ 負(fù)載電阻。由于它是單位增益放大器，意味著放大器的增益將為 1，并且無(wú)論輸入什么內(nèi)容，都可以作為輸出接收。

運(yùn)算放大器IC 741的輸入阻抗會(huì)非常高，有時(shí)輸入阻抗要高得多（高達(dá)1MΩ）由于高輸入阻抗，我們可以在輸入端施加微弱信號(hào)，并且將從輸入端汲取非常低的電流源，然后向負(fù)載提供高電流輸出。這里輸出阻抗將非常低。

這里，電壓跟隨器提供與輸入電壓相同的輸出電壓，但它從輸入源吸取低輸入電流。由于高輸入阻抗，輸入電流遠(yuǎn)低于輸出電流，而輸出電壓跟隨輸入。因此，電壓跟隨器在其輸出端提供較大的功率增益。電壓跟隨器電路用于在兩種不同類(lèi)型的電路之間創(chuàng)建隔離。

3、使用運(yùn)算放大器741的電壓跟隨器電路圖（3）

電壓跟隨器也稱(chēng)為電壓緩沖器或單位增益放大器，是一種運(yùn)算放大器，其中輸出端的電壓等于輸入端的電壓，這意味著輸入和輸出電壓相同。它的電壓增益為一（單位），這意味著它不會(huì)放大輸出端的輸入信號(hào)。電壓跟隨器具有高輸入阻抗，適用于需要輸入輸出隔離的電路，而低輸出阻抗，適用于分壓電路。

下面解釋的電路由幾個(gè)簡(jiǎn)單的元件組成，其中主要元件是放大器IC LM741。該IC的主要功能是增強(qiáng)交流和直流信號(hào)并進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。

該電路很容易用最少的硬件構(gòu)建。它使用IC LM741、10K可變電阻、通用1K歐姆電阻、電池和輸入信號(hào)源。

輸入施加到 IC 的非反相端子，而反相端子則與輸出耦合以實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓反饋。可變電阻用于在 0-9V DC 之間改變輸入電壓，因?yàn)殡娐肪哂袉挝浑妷涸鲆妗?/p>

4、使用運(yùn)算放大器741的電壓跟隨器電路圖（4）

簡(jiǎn)單的電壓跟隨器電路使用運(yùn)算放大器741設(shè)計(jì)來(lái)提供單位增益輸出。我們知道電壓跟隨器電路的輸出與輸入信號(hào)相同，但輸出增益只會(huì)增加。電壓跟隨放大器也可以稱(chēng)為單位增益放大器或緩沖放大器。

我們常用IC LM741作為運(yùn)算放大器，下面的電路也是使用運(yùn)放741設(shè)計(jì)的。IC 741是雙列直插式封裝8引腳集成電路。它可以提供高增益輸出。它有兩個(gè)輸入端子，稱(chēng)為反相輸入（引腳 2）和非反相輸入（引腳 3），然后是一個(gè)輸出端子（引腳 6）。

該IC741可以使用雙電源或電池電工作，并且可以在最大22V下工作。該 IC 可用作通用運(yùn)算放大器和比較器、多諧振蕩器、積分器或微分器、有源濾波器等。

輸入信號(hào)施加到非反相端子（引腳3），反相端子（引腳2）與輸出（引腳6）連接以進(jìn)行負(fù)反饋。偏置引腳與電池連接，輸出連接至 1KΩ 負(fù)載電阻。

當(dāng)我們?cè)陔妷焊S器或緩沖放大器電路中實(shí)現(xiàn)時(shí)，運(yùn)算放大器IC 741的輸入阻抗會(huì)非常高（高達(dá)1MΩ）。由于高輸入阻抗，將從輸入源汲取非常低的電流，然后向負(fù)載提供高電流輸出。這里輸出阻抗將非常低。

我們可以使用以下歐姆定律來(lái)計(jì)算電流、電壓和電阻。

電流 = 電壓 / 電阻

這里，電壓跟隨器提供與輸入電壓相同的輸出電壓，但由于高輸入阻抗，它從輸入源汲取低輸入電流，并由于低輸出阻抗而提供高增益輸出。由于輸入和輸出電平相同，因此被稱(chēng)為單位增益放大器。

5、簡(jiǎn)單的電壓跟隨電路圖

此處顯示了在單電源上運(yùn)行的交流耦合單位增益增益電壓跟隨器。R1 和 R2 的分壓器網(wǎng)絡(luò)向 741 的同相輸入提供等于電源電壓一半的直流電壓。因此輸出直流電壓處于電源電壓的一半。輸出信號(hào)在該值之上和之下擺動(dòng)。引腳 6 處的直流電壓并不重要，因?yàn)檩敵鐾ㄟ^(guò)電容器耦合到下一級(jí)。

輸入阻抗等于R1和R2并聯(lián)的值，即本例中的0.500K歐姆。由于百分百負(fù)反饋，輸出阻抗非常低。對(duì)于低頻應(yīng)用，C1和C2可以用電解電容代替大值。