在为新型高分辨率单电源DAC选择作为缓冲器的运算放大器时，需要考虑负电源的来源，因为缓冲运算放大器必须在其输出上提供真零电压。
例如，典型的轨到轨输出运算放大器就不能提供真零电压，它只能保证其输出少到只有几毫伏，而高分辨率DAC的分辨率可以达到几十微伏。该应用需要真零输出，因此出现了问题。
当然，需要一些负电源来增加零点附近的“headroom”。(我使用“headroom”净空一词是因为我们面对的不是正电源，而是负电源。更好的词应该是“footroom”，即裕量。)
我有意再次使用Cuk配置电路，就像EDN中的旧电路一样，但输出电压仅为约-1V，输出电流小于2mA比较低。
所以在探索替代方案时，我出现了使用光电池来代替所有普通电压转换器的想法。于是就有了图1中的电路。
图1 使用光电池代替电压转换器，为高分辨率单电源DAC的缓冲运算放大器的输出提供真零电压。
该解决方案的尺寸与基于Cuk配置的电路相当，但效率较低。不过，由于多余的功率都没超过0.1W，这可能并不重要。
这样的解决方案具有重要的优势：
由于该设备的外部轮廓是由光电池决定的，因此使用了东芝的微型光电池AM-1417。它的尺寸仅为34x14x2mm，有4个部分，每个部分有1个LED，可在没有任何负载的情况下产生约3V的电压。
4个LED是非常普通的亮红色系列LED(L-513HURC，15°内1800mcd)，因为硅光电池在该光谱区域内效率最高。
红色LED也更适合+5V电源，因为它们的正向电压较低，只需将它们成对堆叠，通过两只LED的电流相同，就能非常简单地将效率提高一倍。
该电路在2k的负载、流经LED的电流为20mA时产生490-520mV电压。这对于AD8603/AD8607等多种微功耗运算放大器来说绰绰有余。
通过改变流过LED的电流可以改变光电池的输出电压。
光电池是电流源而非电压源，因此需要电容器C1来降低电路的输出阻抗。二极管D1可为灌电流提供通道，并在负电压因某种原因消失时保护电解电容。
如前所述，其输出功率对于AD8603等精密微功耗运算放大器来说已经足够了。如果您需要更大的功率，可以让更高的电流通过LED，或者使用更高效的LED/光电池对，亦或是干脆并联更多这样的电路。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Photocell makes true-zero output of the op-amp，由Ricardo Xie编译)
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