电压跟随器（也称为单位增益放大器、缓冲放大器和隔离放大器）是一种电压增益为 1 的运算放大器电路。这意味着运算放大器不会对信号进行任何放大。

之所以称为电压跟随器，是因为输出电压直接跟随输入电压，即输出电压与输入电压相同。因此，例如，如果 10V 作为输入进入运算放大器，则 10V 作为输出输出。电压跟随器充当缓冲器，不对信号提供放大或衰减，具体的如下图所示：

电压跟随器原理图

根据欧姆定律：

I=V/R

因此可以说，当电阻增加时，从电源汲取的电流会减少。因此，我们得出结论，如果电流馈入高阻抗负载，则功率不受影响。

为了理解电压跟随器的原理，可以通过以下示例。

首先，考虑一个低阻抗负载的电路，电源正在为其供电，如下图所示。在这里，由于欧姆定律所解释的低电阻负载，负载会消耗大量电流。因此，从电源获取大量电力。这导致电源中的高干扰。

低阻抗负载电路

接下来，考虑给予电压跟随器相同的功率。由于其非常高的输入阻抗，该电路仅消耗非常少量的电流。由于缺少反馈电阻，电路的输出将与输入相同。

在电路中，电压被共享或分配给连接组件的阻抗或电阻。当连接运算放大器时，由于高阻抗，大部分电压会下降。因此，在分压器电路中使用电压跟随器，将为负载提供足够的电压。下图为一个带有电压跟随器的分压器电路。

电压跟随器的分压器电路

分压器位于两个 10 KΩ 电阻和运算放大器的中间。该运算放大器将提供数百 MΩ的输入电阻。现在，我们可以假设它为 100 MΩ，所以等效并联电阻为 10 KΩ || 100MΩ 。

等效并联电阻

所以，我们得到 10KΩ || 10KΩ。我们知道，由两个相似电阻组成的分压器将提供正好一半的电源电压。

可以使用如下的分压器公式来证明它：

分压器公式

因此，这个 5V 将在顶部的 10KΩ 电阻上下降，5V 将在底部的 10KΩ电阻和 100Ω 负载电阻上下降（因为 10KΩ||100Ω，相同的电压将在并联的电阻器中下降）。

我们已经看到了运算放大器如何作为缓冲器来为连接的负载提供所需的电压。在没有电压跟随器的同一电路中，由于负载两端电压不足，电路将无法工作。

电压跟随器在电路中的实现主要有两个原因。一种用于隔离目的，另一种用于缓冲电气或电子电路的输出电压，以获得连接负载所需的电压。

下面是电压跟随器的作用。

1、电压跟随器消耗很少的电流

当电路具有非常高的输入阻抗时，从电路中汲取的电流非常少。根据欧姆定律，电流 I=V/R。因此，电阻越大，从电源汲取的电流就越少。

因此，当电流馈入高阻抗负载时，电路的功率不会受到影响。

2、电压跟随器在分压器电路中很重要

每个电路中的电压都可以与相关组件电路内的电阻阻抗共享。一旦连接了运算放大器，由于巨大的阻抗，主电压元件将落在它上面。因此，如果我们在分压器电路中使用电压跟随器，则允许在给定负载上施加足够的电压。

3、电压跟随器稳定性

通常，这些用于生成与输入信号等效的输出信号。但是电路中可能会出现一个严重的问题，即稳定性。负反馈放大器内的振荡可以连接到相移以将反馈从负变为正。

在大多数情况下，可以停止振荡以选择单位增益稳定的运算放大器。在内部，只要器件用于电压跟随器的配置，这些运算放大器就会得到补偿，以产生稳定运行的频率响应。

电压跟随器的优点

电压跟随器的优点包括：

        提供功率增益和电流增益。

        电路的低输出阻抗，它使用电压跟随器的输出。

        运算放大器从输入获取零电流。

        可以避免加载效应。

电压跟随器的应用

电压跟随器的一些应用包括：

        逻辑电路的缓冲器。

        在采样和保持电路中。

        在有源过滤器中。

        在通过换能器的桥电路中。