什么是電壓跟隨器？

電壓跟隨器是一種輸入輸出電壓相同的放大電路。這個電路的輸入阻抗高，輸出阻抗低，且電壓增益為1。這意味著電壓跟隨器對輸入電壓信號的影響很小，輸出電壓與輸入電壓相等，輸出電流可以比較大。電壓跟隨器充當緩沖器，不對信號提供放大或衰減。

下圖為使用運放搭建的電壓跟隨器：

電壓跟隨器的特點

①提供了功率和電流的增益

②高輸入阻抗和低輸出阻抗

③不會增強或減弱輸入信號的幅度

④避免了加載效應

⑤高頻噪聲無法濾除

⑥單位傳輸增益

電壓跟隨器的應用

電壓跟隨器如其命名一樣，主要應用于將一個輸出阻抗很高的電壓信號轉換成輸出阻抗低的電壓源。

當我們要采集一個電壓信號時，由于信號源的輸出阻抗一般較高，例如我們想要得到一個2.5V的電壓為一個10Ω負載供電，當我們只有一個5V電源時，我們就能通過電阻分壓的方式，使用兩10KΩ的電阻串聯(lián)，得到一個2.5V的電壓，通過電壓跟隨器為10Ω負載供電。

由于電壓跟隨的輸入阻抗很高，跟隨器的電壓將一直保持2.5V。如果沒有這個電壓跟隨器，我們想要給10Ω負載提供一個2.5V電壓，就只有再使用一個10Ω的分壓電阻，將消耗一半的功率在分壓電阻上。當負載電阻改變后又需要改變分壓電阻的阻值。

然而使用電壓跟隨器后，我們只需要保證運算放大器的輸入電壓不會發(fā)生變化，那么跟隨放大器的輸出電壓將一直保持在2.5V，負載的變化不會對電源產生較大的影響。

為什么要使用電壓跟隨器？

①電壓跟隨器能減小電流消耗

前面我們也提到，跟隨放大器的輸入阻抗很大，那么它有什么作用呢？我們還是按照使用兩個10KΩ電阻，分壓得到2.5V來看，因為是使用的電阻分壓，那么分出來的這個電壓就與阻值有很大關系。我們假設跟隨放大器的輸入端輸入電阻為100MΩ，那么10KΩ與100MΩ的等效并聯(lián)電阻將趨近于10K。此時電壓將穩(wěn)定到2.5V。

那么如果我們不使用電壓跟隨器，假定我們使用ADC采集這個電壓，由于ADC的采集特性，在ADC采集過程中需要不斷對通道上的輸入電容充電，雖然這個電容的容量不大，但是由于電容快速汲取電流，將導致兩個10K電阻上的電流不平衡，電壓就不能保持在2.5V。

②電壓跟隨器能減小輸出阻抗

電壓跟隨器具有高輸入阻抗和低輸出阻抗的特點。對于一些負載阻抗較小的電路，往往需要較大的瞬時電流和持續(xù)電流，電壓跟隨器能夠為這些電路提供較大的電流，且不會影響到輸入電路。

③電壓跟隨器還起到隔離作用

輸入阻抗很大時，電壓跟隨器通過高阻抗斷開電源電路，相當于和前級電路斷路；電壓跟隨器輸出阻抗很低，相當于和后級電路短路。后級電路的輸入電壓值等于電壓跟隨器輸出端的電壓值。電壓跟隨器起到隔離作用，保護后級電路。