传统的运算放大器在输出时会受到电源电压的限制，无法完全达到正负电源电压（即“轨”）。这种特性会导致信号失真，尤其是在处理接近电源电压的信号时。
而轨到轨放大器则能够使输出电压几乎覆盖整个电源范围，从而避免了这一问题。本文平台君为大家介绍运算放大器芯片OPA192中轨到轨的设计。
OPA192是德州仪器（TI）推出的一款36V e-trim 轨到轨运算放大器，提供了卓越的直流精度和交流性能。
具有低失调电压（±5µV，典型值）、低零漂（±0.2µV/°C，典型值）、低噪声（1kHz 时为5.5nV/√Hz），以及 10 MHz 的带宽，这些特性使其成为适用于高压工业应用的高性能运算放大器。
OPA192芯片简介（图源：芯片规格书）
轨到轨放大器是一种特殊的运算放大器，能够在输出端达到或非常接近其电源电压的两个极限值，即正电源轨和负电源轨。
这种特性使得它在需要高精度和高效能的应用中特别有用。能够使输出电压几乎达到电源电压的上限和下限，减少了信号失真。
轨到轨放大器简易结构图（图源：网络）
下图是OPA192芯片的功能框图，可以看到NCH和PCH输入级的输入端相连，实现轨到轨的电路连接结构。
OPA192芯片功能框图（图源：芯片规格书）
OPA192是一个36V的轨到轨运算放大器，其输入共模范围在任一电源轨之外扩展了100mV。此宽范围通过并联互补的N通道和P通道差分输入对实现。
OPA192芯片轨到轨输入级结构
（图源：芯片规格书）
N沟道对在输入电压接近正电源轨时有效工作，典型范围为从(V+)-3V至高于正电源电压100mV；而P沟道对在输入电压从低于负电源电压100mV至大约(V+)-1.5V范围内有效工作。
在上图左下角位置可以看到E-Trim修调模块，感兴趣的用户可以回看平台君之前的文章，了解更多详细的分析。
OPA192采用了一种优化的差分输入结构和互补输出级设计，使其能够在不牺牲带宽的前提下实现轨到轨输出。
平台君为大家展示OPA192芯片轨到轨放大器的电路结构：
OPA192芯片轨到轨放大器电路图
（图源：IPBrain平台）
接下来看一下该芯片N通道输入级的电路图和图像：
OPA192芯片N通道输入级电路图
（图源：IPBrain平台）
OPA192芯片N通道输入级Poly层图像
（图源：IPBrain平台）
再看一下该芯片P通道输入级的电路图和图像：
OPA192芯片P通道输入级电路图
（图源：IPBrain平台）
OPA192芯片P通道输入级Poly层图像
（图源：IPBrain平台）
轨到轨放大器通过改进电路设计，特别是互补输出级的使用，实现了输出接近电源轨的能力，尽管可能带来功耗和带宽上的权衡，但在许多应用中提供了高效、精确的优势。
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