[科普中国]-负电压

负电压是相对而言的。首先我们要有一个参照物。举个例子：现有一电压要求为4.0V那么比4.0高的就是正电压，小的就是负电压。现在有一种电源模块可以同时输出正电压和负电压就是这样。并不是说真的能输出-*的多少电压。

负电压电压的大小是相对于选择的参考而言的，当实际电压低于比较电压时，电压值为负。另一种情况：当选择的电压参考方向和电流参考方向相反时，参考电压为实际电压的相反数。

首先要明白电压和电势是两个不同的概念。事物上每一点都会对应一个电势，表明它能够驱动负载的能力，只是能够，但不一定真要驱动。电压就是指某两点之间电势的差。也就是存在参考点的问题，参考点不同，电压是不同的。一个负电压是选了一个比它本身高的电势的缘故。

正负电压工作原理正负电压是根据参考零点（零电平，或者“地”）而定。最经典的零电平是大地，也就是地球的地壳。但并不是所有的零电平就是大地，因为电路图中的零电平实际上是由设计者自行设定的。电源是提供电动势的装置，它的正负极之间有一个电势差，比如说5V的电源，它的正负极之间的电压差就是5V，一般使用的时候，就把5V接到用电器的正极，负极接用电器负极，在分析的时候可以把负极视为参考的地，也就是参考零电平。这个时候，这个电源我们就把它叫作正电源，因为它的正极相对于地的电压是5V。如果两个完全一样的5V电源串联（类似手电筒里面两节串联电池），在两个电源连接点上引出一根线，把这根线的电压认为是0，这时候串联电源的正极端电压是5V，而负极端相对于那个0电压就是-5V，负电源就是这样诞生的。有些芯片需要正负电源同时提供才能正常工作，最典型的就是双电源供电的运算放大器，我们有时候需要得到一个正弦波，要求这个正弦波是在零电压上下不断变化（即中点是0V），这个时候就必须用到正负电源了。不过需要指出的是：正负电压都是相对于电路图纸当中的参考电压（参考0电平，不一定就是大地）而言，没有参考就无所谓正负。有时候，当你设计的参考点电压远高于大地时（专用术语称为“浮地”），电路图中的正负电压可能还是一个相当高的电压（相对于大地而言），使用的时候要千万小心1。

负电压的意义1、人为规定。例如电话系统里是用-48V来供电的，这样可以避免电话线被电化学腐蚀。当然了，反着接电话也是可以工作的，无非是电压参考点变动而已。
2、通讯接口需要。例如RS232接口，就必须用到负电压。-3V～-15V表示1，+3～+15V表示0。这个是当初设计通讯接口时的协议，只能遵守咯。PS:MAX232之类的接口芯片自带电荷泵，可以自己产生负电压。
3、为（非轨到轨）运放提供电源轨。老式的运放是没有轨到轨输入/输出能力的，例如OP07，输入电压范围总是比电源电压范围分别小1V，输出分别小2V。这样如果VEE用0V，那么输入端电压必须超过1V，输出电压不会低于2V。这样的话可能会不满足某些电路的设计要求。为了能在接近0V的输入/输出条件下工作，就需要给运放提供负电压，例如-5V，这样才能使运放在0V附近正常工作。不过随着轨到轨运放的普及，这种情况也越来越少见了。
4、这个比较有中国特色，自毁电路。一般来说芯片内部的保护电路对于负电压是不设防的，所以只要有电流稍大，电压不用很高的负电压加到芯片上，就能成功摧毁芯片。

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李雪梅 - 副教授 - 西南大学