解答:
集成运放的参数较多,其中主要参数分为直流指标(静态指标)和交流
指标(动态指标)。
其中主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移(简称输
入失调电压温漂)、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂
移(简称输入失调电流温漂)、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电
压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率 SR、全功率带宽、
建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。
(1)输入失调电压 Uos:
输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加
的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越
好,输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别
是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系,其
中双极型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入失调电压在±1~10mV 之间;采用
场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些。对于精密运放,输入失调
电压一般在 1mV 以下。输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,
越容易处理。所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
(2)输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂 )Uos/T :
输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内,输入失调电压的
变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电压的补充,便于计算在
给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的漂移大小。一般运放的输
入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密运放的输入失调电压温漂小于
±1μV/℃。
(3)输入偏置电流 IB:
输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置
电流平均值。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有
要求的地方有较大的影响。输入偏置电流与制造工艺有一定关系,其中双极
型工艺(即上述的标准硅工艺)的输入偏置电流在±10nA~1μA 之间;采用场
效应管做输入级的,输入偏置电流一般低于 1nA。
(4)差模开环直流电压增益 Aud:
差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时,运放输出电压与
差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大,大多数运放的
差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,
所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在
80~120dB 之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数,为了便于比较,
一般采用差模开环直流电压增益
(5)共模抑制比 CMRR:
共模抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放差模增益与共模增益的
比值。共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制差模输入==模干扰信
号。由于共模抑制比很大,大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多,
用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放
的共模抑制比在 80~120dB 之间。
(6)电源电压抑制比 PSRR:
电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时,运放输入失调电压随电
源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目
前电源电压抑制比只能做到 80dB 左右。所以用作直流信号处理或是小信号
处理模拟放大时,运放的电源需要作认真细致的处理。当然,共模抑制比高
的运放,能够补偿一部分电源电压抑制比,另外在使用双电源供电时,正负
电源的电源电压抑制比可能不相同。
(7)输出峰-峰值电压 Uopp:
输出峰-峰值电压定义为,当运放工作于线性区时,在指定的负载下,
运放在当前大电源电压供电时,运放能够输出的最大电压幅度。除低压运放
外,一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰-峰值
电压不能达到电源电压,这是由于输出级设计造成的,现代部分低压运放的
输出级做了特殊处理,使得在 10k?负载时,输出峰-峰值电压接近到电源电
压的 50mV 以内,所以称为满幅输出运放,又称为轨到轨(raid-to-raid)运
放。需要注意的是,运放的输出峰-峰值电压与负载有关,负载不同,输出
峰-峰值电压也不同;运放的正负输出电压摆幅不一定相同。对于实际应用,
输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好,这样可以简化电源设计。但是现在
的满幅输出运放只能工作在低压,而且成本较高。
(8)增益带宽
开环带宽 BW :集成运放的开环电压增益下降 3dB(或直流增益的 0.707
倍)时所对应的信号频率称为开环带宽.单位增益带宽 GW:它是集成运放在闭
环增益为 1 倍状态下,当用正弦小信号驱动时,其闭环增益下降至 0.707 倍
时的频率。 增益带宽积是增益和带宽的乘积,对于电压反馈型运放来说,
此值为常数。假设运算放大器的增益带宽积为 1 MHz,它意味着当频率为 1 Mhz
时,器件的增益下降到单位增益。即此时 A=1。同时说明这个放大器最高可
以以 1 MHz 的频率工作而不至于使输入信号失真。由于增益与频率的乘积是
确定的,因此当同一器件需要得到 10 倍增益时,它最高只能够以 100 kHz
的频率工作。
(9)转换速率(或电压摆率)SR
在额定的满幅输出条件下运放输出电压的最大变化速率,用 Sr 表示,
Sr=|dVo/dt|max,单位为 V/us。输出信号的最大变化速率不能超过 Sr,否
则实际波形在过 0 时的斜率将受到 Sr 的限制变成直线。
(10)等效输入噪声电压
屏蔽良好的、无信号输入的集成运放,在其输出端产生的任何交流无规
则的干扰电压
(11)差模输入阻抗 Zid
差模输入阻抗有进也称输入阻抗,是指集成运放工作在线性区时,两输
入端的电压变化量与对应的输入电流变化的之比
(12)共模输入阻抗 Zic
当集成运放工作在共模信号时,共模输入电压的变化量与对应的输入电
流变化量之比 。
(13)输出阻抗 Zo
当集成运放工作于线性区时,在其输出端加信号电压后,此电压变化量
与对应的电流变化量之比。