如何用電壓跟隨器使運算放大器保持穩定？

運算放大器理想的工作狀態是輸出電壓和輸入電壓為同相位，因為是負輸入端印加電壓，所以當輸出增大時，運算放大器會促使輸出電壓降低而開始動作。但是，運算放大器的輸入端和輸出端的相位總有差異。當輸出和輸出之間的相位相差180°時，負輸入與正輸入正好相同，原本應該減少的輸出卻得到了增大。（成為正反饋的狀態。）如果在特定頻段陷入這一狀態，并且仍然保持原有振幅，那么就會產生該輸出頻率下的持續輸出誘發自振。

在實際應用中，構成電壓跟隨器并非象Fig18_1.那樣簡單地將輸入端和輸出端直接連接在一起。至少輸出端是與某個負載連接在一起的。因此，必須考慮到該負載對放大器的影響。

例如，如Fig3.所示，輸出端和接地之間接電容時，這一容量與運算放大器的輸出電阻構成的時間常數造成相位滯后。（Fig2b.所示之狀態可能變化為Fig2c.所這時，環路增益在輸出電阻和C的作用下降低。同時，相位和增益之間不是比例關系，相位滯后成為決定性因素，使反饋環路失去穩定，最糟糕時可能導致自振。單純地在電壓跟隨器的輸出端和接地之間連接電容時的穩定性，不同運算放大器之間存在差異。

為解決Fig3.出現的問題，可采用Fig5.（a）、（b）所示方法。（a）圖中插入R，消除因CL而產生的反饋環路相位滯后。（在高頻區，R作為運算放大器的負載取代了CL而顯現出來。）（b）則用C1來消除CL造成的相位滯后。

Fig4.是輸入端需要保護電阻的運算放大器可能發生相位延遲造成自振問題。為解決Fig4.的問題，則可在輸入保護電阻上并聯一個尺寸適當的電容。一般被叫做“輸入電容取消值”，其值約為10pF～100pF。

用電壓跟隨器使運算放大器保持穩定的注意事項

使用電壓跟隨器來保持運算放大器（Operational Amplifier，簡稱 Op-Amp）穩定時，需要注意以下幾個問題：

1. 穩定性分析： 在設計過程中，需要對電路進行穩定性分析，確保在所有工作條件下，電路不會產生振蕩或不穩定的情況。這涉及到考慮反饋網絡的相位和增益特性，以及電源的穩定性。

2. 頻率補償： 電壓跟隨器可以用來提高運算放大器的帶寬，但是需要注意頻率補償以確保系統的穩定性。在設計中需要選擇合適的補償網絡，以保證在整個工作頻率范圍內都能夠維持良好的穩定性。

3. 電源抑制： 運算放大器的輸出受電源電壓的影響，特別是在高增益應用中。因此，需要采取措施來抑制電源噪聲對輸出的影響，例如使用穩壓器或濾波器來提供干凈的電源。

4. 溫度穩定性： 溫度變化可能會影響運算放大器的性能，特別是在高精度應用中。因此，在設計過程中需要選擇溫度穩定性良好的器件，并考慮溫度補償電路來減小溫度變化對電路的影響。

5. 電路布局： 電路布局對于穩定性至關重要。需要注意避免地線回路和信號回路之間的干擾，以及降低電源線和信號線之間的交叉耦合。此外，需要合理布局元件，以降低噪聲和干擾的影響。

6. 負載影響： 運算放大器的輸出受負載的影響，特別是在大電流應用中。需要確保負載電阻對電路穩定性的影響可以接受，并采取措施來保護運算放大器免受負載變化的影響。

通過注意以上問題，可以有效地使用電壓跟隨器來保持運算放大器的穩定性，并確保系統的性能滿足設計要求。

審核編輯：黃飛