雖然緩沖器和驅(qū)動(dòng)器似乎不會(huì)為電路增加功能，但這些看似簡單的接口元件對于可行的電路設(shè)計(jì)和操作至關(guān)重要。

這個(gè)雙重問題的答案很簡單：第一，“這取決于”，第二，“幾乎可以肯定”。

讓我們從定義開始：“緩沖區(qū)”在電子硬件和軟件中有很多定義。它可以是保留的軟件區(qū)域;一組內(nèi)部IC寄存器;或者它可以是插入兩個(gè)子電路之間的接口的電路功能。

我們將看看后一個(gè)角色。盡管這些緩沖器通常處理由理想化的1和0組成的數(shù)字信號，但它們實(shí)際上在電壓、電流、時(shí)間和故障的真實(shí)模擬世界中工作。因此，它們是處理現(xiàn)實(shí)世界“數(shù)字”信號的模擬電路。

緩沖區(qū)和驅(qū)動(dòng)程序之間的區(qū)別很大程度上是一個(gè)視角問題。緩沖器通常是一個(gè)插入元件，它使信號源不受負(fù)載屬性的影響，但提供與自身輸入相同或幾乎相同的電壓和電流。相比之下，驅(qū)動(dòng)器通常會(huì)提高電流源/灌電流電平，或?qū)⑵漭敵鰝鬟f到負(fù)載的電壓，并且通常針對電路問題提供額外的保護(hù)。但是，這兩個(gè)函數(shù)經(jīng)常重疊，它們的命名也經(jīng)常重疊。

緩沖區(qū)/驅(qū)動(dòng)程序符號很簡單，如圖 1 所示，并沒有開始暗示它們的微妙之處或內(nèi)部復(fù)雜性。在許多IC中，該功能內(nèi)置于源IC中，但也有許多分立緩沖器和驅(qū)動(dòng)器IC，具體取決于必須提供多少電流以及電壓電平。（請注意，模擬信號的緩沖器通常使用與數(shù)字信號相同的符號。

圖1：通常用于模擬或數(shù)字信號緩沖器/驅(qū)動(dòng)器的原理圖符號表明，它提供很少或沒有附加功能;相反，它將信號置于其輸入端，增強(qiáng)其某些電壓/電流屬性，并將其呈現(xiàn)為輸出。（來源：雅達(dá)利檔案館）

緩沖器或驅(qū)動(dòng)器可以提供許多不同的功能，即使基本緩沖器或驅(qū)動(dòng)器具有連接到源輸出的單個(gè)輸入，以及連接到（或驅(qū)動(dòng)）負(fù)載輸入的單個(gè)輸出。在眾多緩沖區(qū)或驅(qū)動(dòng)程序角色中：

緩沖器可以將源電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的電壓;

它可以允許僅具有低或中等電流源/吸收能力的子電路驅(qū)動(dòng)需要更多電流才能工作的負(fù)載。

它可以在負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)為電源提供保護(hù)，例如短路或意外連接到電源軌。

它可以控制和管理源信號與負(fù)載看到的電壓/電流之間的時(shí)序（壓擺率控制）。

它可以使源與負(fù)載性質(zhì)的任何變化隔離開來，因此源可以看到固定的、不變的負(fù)載阻抗。

它可以簡單地反轉(zhuǎn)輸入信號以正確匹配兩個(gè)子電路。

它可以在元件之間提供阻抗匹配，這是RF電路中實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸和最小損耗的關(guān)鍵要求。

MOSFET/IGBT驅(qū)動(dòng)器從處理器或控制器獲取低電平數(shù)字信號，并通過精心管理的壓擺率和時(shí)序，以MOSFET需要導(dǎo)通的高電壓和電流傳輸這些信號，如圖2所示。

圖2：該MOSFET驅(qū)動(dòng)器采用低電平數(shù)字輸出，并將其轉(zhuǎn)換為完全快速打開和關(guān)閉MOSFET所需的電壓和電流。 （圖片來源：微芯科技）

可編程邏輯控制器（PLC）狀態(tài)機(jī)處理器需要打開和關(guān)閉繼電器，繼電器需要24 V和1 A才能工作，并且在關(guān)閉時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高壓感應(yīng)“踢”;驅(qū)動(dòng)器不僅可以在兩個(gè)世界之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，還可以保護(hù)處理器輸出。

具有 3V 輸出的 IC 需要連接到具有 5V 輸入的 IC（反之亦然），盡管電流水平較低;緩沖器充當(dāng)電壓轉(zhuǎn)換器。

IC需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載，但這些負(fù)載之間沒有相互作用;單輸入、多輸出緩沖器（多扇出）可以做到這一點(diǎn)，圖3。

圖3：扇出緩沖區(qū)接受單個(gè)輸入并提供多個(gè)輸出;每個(gè)輸出的負(fù)載或狀態(tài)不會(huì)影響其他輸出。（圖片來源：IDT/Renasas）

同樣，這些只是許多可能的例子中的幾個(gè)。

有時(shí)，緩沖器或驅(qū)動(dòng)器提供的不僅僅是基本的電氣功能。在某些情況下，兩個(gè)子電路必須彼此電氣隔離，這意味著兩者之間沒有歐姆（電流）路徑，但信號信息必須從一個(gè)到另一個(gè)。為了系統(tǒng)保護(hù)、操作員安全，或者因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的MOSFET需要在沒有接地連接的情況下“浮動(dòng)”，可能需要這種隔離。隔離緩沖器通過使用光耦合器（光隔離器）、變壓器磁路、容性耦合甚至RF鏈路的插入路徑來斷開電流路徑。

盡管緩沖器和驅(qū)動(dòng)器很少或根本沒有提供附加功能或信號處理方面，而是主要在輸出端復(fù)制其輸入，但具有不同的屬性，但它們是必不可少的組件，在成功、可行的設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用。決定選擇哪種特定器件有時(shí)是一個(gè)簡單的決定，但當(dāng)必須解決微妙的權(quán)衡時(shí)，例如，在驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET或RF前端時(shí)，這可能是一個(gè)復(fù)雜的決定。選擇可以“決定”電路的可靠和成功性能。

審核編輯：郭婷