详解电压跟随器电路的构成及应用

前言

很多初学硬件的人第一眼看到电压跟随器会觉得这是个无用电路，因为输出电压跟着输入电压在变化，那鹤壁多此一举呢?直接把输入接到输出不就行了。下面我们讲解一下大家就明白了，电压跟随器，也称为单位增益放大器，缓冲放大器，以及隔离放大器，是电压增益为1的运算放大器电路。这意味着运算放大器不能路不能对信号提供任何放大。之所以称为电压跟随器，是因为输出电压直接跟随输入电压变化，即输出电压与输入电压相同。例如，如果 10V 作为输入进入运算放大器，则输出电压也是10V。电压跟随器充当缓冲器，不对信号提供放大或衰减。

电压跟随器

那么有人可能会问，电压跟随器的用途是什么呢?既然它输出与输入相同的信号，那么它在电路中的目的是什么?运算放大器电路是具有非常高输入阻抗的电路。这种高输入阻抗正是我们使用电压跟随器的原因。

电压跟随器消耗很少的电流

当电路具有非常高的输入阻抗时，那么负载从电路中汲取的电流就非常小。因此，电阻越大，从电源汲取的电流就越少。好处就是当电流馈送到高阻抗负载时，电路的功率不会受到影响。在下面的这个电路中，负载需要并消耗大量的电流，因为负载是低阻抗的。根据欧姆定律I=V/R。如果负载的电阻非常低，它会吸收大量电流。这会导致从电源汲取大量电能，并因此导致高干扰。

下面的这个电路现在从电源吸取很少的电流。由于运算放大器具有如此高的输入阻抗，因此它消耗的电流非常小。

这就是使用电压跟随器的原因之一。由于输入阻抗比较大，它们消耗的电流很少，不会干扰原始电路，并提供与输入相同的电压信号。它们充当隔离缓冲器，隔离电路，使电路的电源受到的干扰很小。

电压跟随器在分压电路中很重要

比如下面的电路，如果我们的要求的负载两端要有5V的电源电压，那此电路很明显将无法工作。因为负载电阻比较小，和下面的10K电阻并联后阻值较小，分压发生变化，那怎么解决呢?

分压电路

我们可以用运算放大器构成电压跟随器，由于运放输入电阻很大，和下面的10K并联之后的阻值仍旧接近10K，计算一下，假设运放输入电阻是100MΩ，那么10K和100K并联之后的阻值是9999Ω。因此，电压跟随器可以作为隔离电路降低对负载和电源之间的干扰。

电阻分压器做隔离电路

审核编辑：汤梓红