您不仅需要设计一款低电源电压的基本运算放大器电路，而且还需要使用高电压、低成本运算放大器来节省成本。这行吗？我会教您如何辨别。

我首先以 LM324 (是不是写错了应该是Lm2902)器件为实例，因为该器件价格不贵（很普遍），而且工作电压低至 3V。LM2902 支持 -40C 的工作温度，我将使用该器件作为一种个人设计挑战，因为低温下的二极管压降最大。因此，温度是为输入输出电压范围引起最多问题的因素。

第 1 步：针对 VCC 检查有效输入输出电压范围。

LM2902 没有 3V 参数，因此我使用图 1 中的 5V 参数。

图 1：TI LM2902 的 5V 参数

输入共模覆盖 5V 及更高电压，但对于 3V 而言，我只能靠自己了。电子技术规则(表中的参数)在 3V 下仍然适用，因此我可使用“满量程”VICR 公式 0 至 Vcc-2V 得到 0V 至 1V 的输入范围。

25C （以下？）下的 VOH 相当简单，VCC-1.5V 为 1.5V，但整个温度范围规范是 23V，这对于 LM2902 来说是 VCC-3V。在 VCC=3V 时其可降低至 0V……，显然无法使用！我通过查看产品说明书原理图，看到了两个 VBE 压降。假设温度系数为 -2mV/C，-40C VOH 则降低 260mV= (2*(-40C-25C)*-2mV/C)。为获得少量设计裕度，我将其定为 300mV。我的最新 VOH 现在是 1.2V= (VCC-1.5V-0.3V)。

VOL 对于所有温度而言一般是 0V，但有个问题，这只适合端接至接地的负载。对于需要输出吸收电流的负载而言，那就不同了。为此，我将参考 LM2904-N 产品说明书中的吸收电流图（图 2）。它同样适用于 LM2904。

图 2：LM2904 的电流吸收

适中电流的 VOL 低于 0.8V，但这依然是 25C 的数据及典型图表。回顾一下产品说明书原理图，该性能说得通。这次对于更高电流驱动器而言，我只看到了 1VBE（1个Vbe？）。假设温度系数是 -2mV/C，-40C（温度？） VOL 增加 130mV= ((-40C-25C)*-2mV/C)。为得到一定设计裕度，我将其定为 200mV。我的最新 VOL 是 1.0V =(0.8V+0.2V)。

第 2 步：查看电压范围结果，看能否通过它们实现任意设计

输入范围是 0V 至 1V — 这很有难度，但我能做到。
输出范围是 1.0V 至 1.2V — 这非常难，我做不到。

第 3 步：要有创造性。

好消息是，如果输出吸收的电流没必要大于几微安，那么输出范围就可以是 0V 至 1.2V。此外，输出电压范围还可通过在输出引脚上使用上拉或下拉电阻器增加。

下拉电阻器对 VOL 的实效只需通过计算所驱动的负载便可确定，但一定要将反馈网络作为负载包含在内。LM2904 不会对 VOL 的电阻器产生反作用。

上拉电阻器对 VOH 的实效可通过计算所驱动的负载确定。但是，LM2904 中的低电流吸收（一般是 30uA) 要计入上拉电阻器所应提供的电流中。

因此，LM2902 和其它高电压低成本运算放大器可在指定最小电源电压下使用。但负载电流、负载电流极性、输入电压和输出电压都必须经过精心计算，才能避免设计误差。

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原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2014/03/21/what-you-need-to-know-about-using-general-purpose-op-amps-at-low-voltage.aspx


对于运放，尤其是低电压工作的时候，要相当的注意其负载电压，负载电流以及信号处理后的失真程度及频率响应，带宽之类的参数，当初我们做手持式心率采集系统的时候，就遇到了这些问题，试了好几次，结果都不太理想，最后拿电路仿真软件慢慢的仿真，经过几轮调试，最后才将其做好，


现在很多嵌入式产品都是工作在5V甚至3.3V的电压，在这么底的电源电压下工作，运放的线性范围很窄，而且非常容易出问题，所以如果在低压下更好的运用运放，本文提出了几个比较好的注意点。在这里我要补充一点，就是如果条件允许，可以使用轨到轨运放，比如TI的OPA350等。


！它提供了一个在低电压下面应用运放的经典实例，为我们以后设计运放提供了技术参考。“负载电流、负载电流极性、输入电压和输出电压都必须经过精心计算，才能避免设计误差。”这个建议太好了，以后会注意这些。平时，在低电压下，特别是3.3V单电源供电下，我一般会考虑轨到轨的运放，比如TI的LMC系列LMC6484等，文章的建议让我在设计运放时，有了更多的选择。