什么是負電壓？負電壓是如何產生的？

負電壓的概念有時不如正電壓的概念直觀，也許這是因為許多低壓電子系統不使用負電壓電源緣故，或者是因為“負”電壓意味著電源具有“小于零”的能力來驅動電流通過電路。雖然許多有用的甚至高性能的器件可以在沒有負電壓的情況下設計和實現，但了解負電壓是理解電壓的關鍵，大多數使用電子產品的人最終會遇到需要負電壓電源的電路。例如下圖：

同時使用正負電壓電源的B類音頻放大器原理圖

1、什么是負電壓?

從概念上講，負電壓是一個物理學名詞，電壓的大小是相對于選擇的參考而言的，當實際電壓低于比較電壓時，電壓值為負。然而負電壓與正電壓沒有根本區別，兩者都表示相對于參考電位的勢能。如果電路節點相對于參考節點處于正電壓，并且當我們用導線連接這兩個節點時，常規電流將從正節點流向參考節點。如果將負電壓的電路節點連接到參考節點，則常規電流將從參考節點流向負節點。但我們必須要注意，在低壓電子設計中，參考節點通常稱為“接地”，但把它比喻為“電路公共點”，這樣會更形象一點。

2、負電壓是如何產生的?

基本電路通常從未穩壓電源開始，例如來自電池或墻上變壓器的電源，使用線性穩壓器將其降至5 V或3.3 V。我們不能使用這種方法產生負電壓，不是因為負電壓與正電壓有根本的不同，而是因為線性穩壓器通過耗散能量來發揮作用。為了將正電壓轉換為負電壓，我們可以使用也存儲能量的穩壓器電路。

電容器和電感器是可以存儲能量的基本電子元件，都可用于產生負電壓?；?a href="http://www.qd573.com/tags/電容/" target="_blank">電容器的負電壓發生器屬于電源電路的“電荷泵”類別，基于電感的負電壓發生器屬于“開關模式”類別?；陔姼械慕鉀Q方案(也稱為 DC/DC 轉換器和開關電源)更為常見。

示例圖顯示了為兩個雙極結型晶體管(BJT)供電的正負電壓，可用于緩沖運算放大器的輸出電流。

3、總結

雖然許多電子設備可以在沒有負電源電壓的情況下實現其所需的功能，但一些應用顯著受益于“雙極性”電源的存在，即同時具有正負電壓軌的電源。例如，負電壓允許正弦信號擴展到零以上和零以下，就像理論上的正弦波一樣，而具有雙極性電源的高功率放大器不需要(可能昂貴的)隔直電容。

審核編輯：湯梓紅