15 输入和输出摆幅限制期间的电源电流

大部分运放电源电流会流经放大器输出级。对于双极放大器，将输出级驱动至超过输出摆幅限制会导致其中一个输出晶体管饱和。双极晶体管饱和会导致电流增益急剧下降。输出级和先前级中电流增益的降低会导致这些晶体管的输入基极电流显著增加，从而使运放的总电源电流增大。对于具有压摆增强电路的电路，电源电流的这种增加通常甚至更高，因为在输出被驱动至电源轨时通常会触发压摆增强。OPA828 是一个具有特殊功能的器件示例，该功能可在输出被驱动至电源轨时禁用压摆增强电路。与不包含此功能的其他类似器件相比，此功能可显著降低电源电流（请参阅图 15-1）。

图 15-1 输出过载时的电源电流变化（OPA828 与竞争产品相比）

当 CMOS 输出级被驱动至电源轨时，晶体管进入三极管状态（完全导通）。在这种情况下，输出级的偏置不会像双极配置中那样被打断，因此输出级电流不会显著增加。具有压摆增强功能的 CMOS 放大器是例外情况，这些放大器不包含前面提到的禁用功能。

从输入角度来看，电源电流通常不会因违反共模范围而受到影响，但是双极器件的输入偏置电流 (I_B) 会受到影响。每当双极晶体管饱和时，电流增益 (β) 会显著减小，从而导致基极电流增大。由于 CMOS 器件受电压控制，因此在超出共模范围期间发生的输入级非线性运行不会影响偏置电流。图 15-2 对 CMOS 和双极放大器的输入偏置电流与共模电压间的关系进行了对比。

图 15-2 偏置电流与共模电压间的关系