文档介绍：运算放大器
概述
运算放大器的主要参数
1 输入特性参数
输入失调电压VOS
当运算放大器输出直流电压Vo=0时,在运算放大器的输入端之间所加的直流补偿电压。VOS是标志运算放大器对称性的一个重要参数,它的大小对于MOS输入级在±1~几十mV左右。对于高精度、低漂移型运算放大器而言,,甚至为uV数量级。
输入失调电流IOS
当运算放大器的输出直流电压为零时,两个输入端所需的偏置电流的差值:IOS=IB+-IB-。一般IOS为IB的5~20%。
概述
输入失调电压温度系数dVOS/dT
运算放大器在规定工作温度范围内,环境温度每改变一度所引起的输入失调电压的变化量。由于失调电压并不是温度的线性函数,所以一般用下式进行计算:

上式中(VOS)max、(VOS)min分别为在T1~T2范围内失调电压的最大值、最小值。
概述
输入失调电流的温度系数dIOS/dT
运算放大器在规定工作温度范围内环境温度每改变一度所引起的输入失调电流的变化量。
输入偏置电流IB
当运算放大器在补偿了失调电压,使其输出电压Vo=0时,运放两输入端所需电流的平均值。即IB为同相端输入电流与反相端输入电流的绝对值之和的一半。
差模输入阻抗Zid
运算放大器在线性区工作时,两差模输入电压变化vid与其对应的差分电流变化iid之比,即Zid=vid/iid。在低频工作时,Zid可用电阻Rid来表示,而在高频工作时,则可用Rid与Cid并联表示。
概述
共模输入阻抗Zic
运算放大器在共模输入时运放输入端对地呈现的阻抗。在低频工作时可用Ric表示,定义为:

一般情况下,对于MOS运算放大器而言,Ric与Rid近似相等(而对于双极型而言,Rid要比Ric小得多)。
最大共模输入电压Vic
使运算放大器的共模抑制比比规定共模电压下的共模抑制比下降6dB时加在输入端的共模输入电压。
最大差模输入电压Vid
运算放大器两输入端所能承受的最大电压。
概述
输入噪声电压viN(或电流iiN)
除信号电压(电流)之外,电路器件所产生的任何交流的干扰电压(电流)的输出都称为电路噪声,该噪声折算到输入端称为输入噪声,在MOS运放中主要是1/f噪声与热噪声。运算放大器的输入噪声决定了运放所能合理处理的最小信号电平,必须考虑噪声与输出摆幅间的折衷。
电源抑制
反映运放对电源噪声的抑制能力,一般全差分结构具有很好的电源抑制。它的计算一般定义为:
概述
2 转移特性参数
开环直流(低频)电压增益Avd
运算放大器工作在线性区时,输出电压变化与差分输入电压变化的比值:

一般用dB表示,即定义为:20logAvd。
共模抑制比CMRR
运算放大器差模电压增益Avd与共模电压增益Avc之比:

CMRR是标称运算放大器的一个不对称参数,且有:

另外,CMRR也是频率的函数,频率上升则CMRR下降,一般情况下CMRR均指低频而言,高精度的CMRR可达100~120dB。
概述
3 输出特性:
最大输出电流IOm
运算放大器在最大输出峰-峰电压VoPP下所能提供的最大输出电流。
输出短路电流IoS
运算放大器在同相端输入规定的直流电压而使输出达到最大值时,输出端对地的短路电流。大小主要与输出级的保护电路有关。
开环输出阻抗Zo
在开环状态下,运算放大器工作于线性区时,运放的输出电压与对应的电流变化之比。在低频时,可用电阻Ro来表示。
概述
开环差分增益Aiv
运放的开环差分增益决定了应用运放作为反馈系统的精度。如前所述,根据应用其所需增益可能有四个数量级的变化。
输出压摆
指运算放大器的输出电压的最大范围,大多数带有运放的系统需很大的压摆以适应宽范围的信号幅度。由于输出压摆与其它性能指标之间存在着相互权衡的关系,在现代运放设计中达到大摆幅是相当有挑战性的。
线性与谐波失真
开环运放具有相当大的非线性,在许多反馈电路中,决定开环增益的因素是线性的要求而非增益误差。
概述
4 频率特性
输出电压转换速率Sr
也称为压摆率,指运算放大器在闭环增益为1时,在额定条件下,当输入为大信号阶跃脉冲时,输出电压的最大变化率。反映了运放对于任意输入波形的大信号瞬态特性。~2V/us,高速运放可达10~100V/us。
建立时间ts
当运放闭环增益为1时,在额定负载下输入阶跃大信号,输出电压达到规定精度的所需要的时间。
全功率带宽fp
运算放大器闭环增益为1时,在额定负载下输入正弦信号后,在规定失真下,输出电压达到最大幅度Vop时的最高频率。