电压跟随器的定义

顾名思义，电压跟随器就是输出电压跟随输入电压的变化而变化的电路，它的电压增益近似于1。在工程应用中，认为电压跟随器输入输出电压相等。

电压跟随器的作用

1、作为电路中的缓冲级。

2、作为电路中的隔离级。

3、提高电路的带负载能力。

电压跟随器在很多应用中都被具体运用，我们可以在很多设计中看到它的身影。例如，医用的心电图、电吉他和一些采集系统等。简单的电压跟随为何会被应用的如此广泛？它到底拥有多大的魔力？我们来看看是什么赋予了它这些能力。

电压跟随器的原理

电压跟随器具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点。一般来说，输入阻抗可达几兆欧姆，输出阻抗可抵至几欧姆。输入阻抗与输出阻抗的高低并没有绝对的定义，高低都是相对前后级的输入输出电阻而言的。输入阻抗高、输出阻抗低的电路可在系统中起到阻抗匹配的作用，可以让相互级联的电路发挥出应有的性能。

等效模型

上图诠释了电压跟随器的基本原理。我们将电压跟随器看成是一个黑匣子，输入输出分别位于左右两端。r是电源的内阻，R是电压跟随器的输入阻抗，R1是电压跟随器的输出阻抗，RL是负载，与R1相连的电压源只是一个等效的模型(等效为输出给后级电路或者负载的电压)，实际中并不存在。我们都知道，电源的内阻一般来说都比较小，如果R相对较小的话，根据串联电阻分压可知，输入信号的大部分能量都被r给吸收消耗了，并没有大部分输送给电压跟随器。所以，只有电压跟随器的输入电阻远远大于内阻r，输入信号才能几乎都降落在输入阻抗R上，信号才不至于流失。同样的道理，我们看向电压跟随器的输出端：输出电压(等效电压源)与输出阻抗R1、负载RL串联。如果输出阻抗R1很大，那么输出的信号绝大部分就会被R1给吸收消耗，负载RL就会得不到期望的信号。所以，只有电压跟随器的输出阻抗远远小于负载阻抗，输出信号才不会被流失，这时候不管负载怎么变，由于输出阻抗R2相对于RL无穷小，所以负载两端的电压几乎恒定，带负载能力可以提高，这时候的电压跟随器就类似于恒压源。

很多情况下，放大电路的前后级会相互影响，信号可能就会失去它原有的特性。例如，后级的继电器会影响互感器的信号采集。这时候我们就需要将前后级电路给隔离开来，但不能影响它们的原有的功能。电压跟随器由于其输入输出阻抗的优势，是隔离级的最佳选择。

现在的集成运放的输入阻抗基本都达到了MΩ的级别，而且输出阻抗也基本低于20Ω。所以，也可以说是大部分的集成运放(有些反馈类型的运放不能)都可以实现电压跟随器的一些功能。那么电压跟随器该如何选择呢？虽说基本上所有的集成运放都可以达到输入阻抗高、输出阻抗低的特点，但是总有一些运放的输入输出阻抗特别突出。最重要的其实还是带宽。基本的输入输出阻抗要求都可以达到，重点还是运放的带宽。如果你的输入是个几十上百MHZ高频信号，而你还拿个一般带宽甚至只有几KHZ、几十KHZ的运放在那做隔离，那岂不是丢了西瓜还没捡到芝麻？