オペアンプの入力電圧範囲

理想的なオペアンプの場合、VoはVeeとVccによって制限されることを理解しています（つまり、Vee <Vo <Vcc）。

しかし、入力電圧範囲はどうですか？オペアンプが正常に動作する許容入力電圧範囲はどのくらいですか？Vee以下またはVcc以上のVnおよびVi電圧を適用できますか？単一電源オペアンプの場合、負の入力電圧を印加できますか？

オペアンプが理想的で実用的なレールツーレールであると、この質問の答えが変わりますか？

• 通常の動作では、V +とV-は同じです。それらが異なる場合、オペアンプはコンパレータとして使用されています。

• オペアンプを選択する際の重要な仕様は、「入力コモンモード電圧」の範囲です。適切な動作のためには、入力の電圧がこの範囲内である必要があります。

• 一部のオペアンプは「RRIO」またはレイルトゥレイル入出力です。ご想像のとおり、これは入力コモンモード範囲がVeeレールからVccレールに及ぶことを意味します。

• 同相モード範囲のVeeレールのみを含む一部のオペアンプは、「単一電源」オペアンプと呼ばれます。

LM324データシートの仕様は次のとおりです。

一部のオペアンプは、いずれかの入力電圧が電源レールに近づきすぎると非常に奇妙な動作をする可能性があることに注意することが重要です。たとえば、オペアンプのコモンモード電圧範囲が0.5ボルトまで下がっている場合、両方の入力が0.5ボルトを下回っている場合、オペアンプはどちらが高いか区別できない可能性があります。ただし、そのような一部のオペアンプでは、0.5ボルトを下回る入力は、他の入力が0.5ボルトをはるかに上回っていても、他の入力よりも高いと見なされる場合があります。

（1）彼らが言ったことすべて。

（2）一部のオペアンプは電源レールをわずかに超えてスイングする可能性があることに注意してください。これは、オペアンプ内で供給される電圧よりも広い真の動作電圧を与える電圧を生成することによって実現されます。

（3）コモンモード範囲は、どちらの入力も許容範囲内である必要があることに注意してください。それらの違いではありません。どちらかが範囲外の場合は、動作が保証されていません。

入力電圧範囲は変動する可能性がありますが、電源電圧内にある必要があります（たとえば、0.3Vを上/下に移動する可能性があるものがあるため）。単一電源の場合、負の電圧は許可されません。
差動入力段の設定方法によって異なりますが、一部のオペアンプは相補入力ペア（PチャネルとNチャネルを並列に使用）を使用してレイルトゥレイル入力を実現し、各ペアは範囲の一部をカバーしています。
一般的に、データシートにはコモンモード入力範囲に関する情報があります。これは、レールツーレール入力範囲のないオペアンプの例です（仕様は+/- 5Vの場合）：

探している仕様は「入力コモンモード範囲」と呼ばれ、ほとんどの場合、電源レールに限定されます。多くのオペアンプでは、一方向または両方向でいくらか少なく制限されています。

通常のオペアンプを使用して、各入力の前に抵抗分割器を配置することで、電源制限を超える大きな入力電圧範囲を持つオペアンプを作成できます。ただし、入力オフセット電圧も同じ値で乗算され、分周器が正確に一致しない範囲でコモンモード除去が削減されます。

入力信号がACの場合、トランス結合により非常に大きな入力コモンモード範囲を得ることができます。

ただし、インバータでは、反転入力に接続された抵抗への入力が、オペアンプの制限よりもはるかに大きくなる可能性があることに注意してください。多くの場合、回路機能全体により、反転入力を範囲内に保つことができます。