运放关键性能参数
一、單位增益帶寬GB
??????? 單位增益帶寬定義為:運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得閉環(huán)電壓增益下降3db(或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。單位增益帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于正弦小信號(hào)放大時(shí),單位增益帶寬等于輸入信號(hào)頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當(dāng)知道要處理的信號(hào)頻率和信號(hào)需要的增益后,可以計(jì)算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
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二、運(yùn)放的帶寬是表示運(yùn)放能夠處理交流信號(hào)的能力
????????對(duì)于小信號(hào),一般用單位增益帶寬表示。單位增益帶寬,也叫做增益帶寬積,能夠大致表示運(yùn)放的處理信號(hào)頻率的能力。例如某個(gè)運(yùn)放的增益帶寬=1MHz,若實(shí)際閉環(huán)增益=100,則理論處理小信號(hào)的最大頻率1MHz/100=10KHz。
????????對(duì)于大信號(hào)的帶寬,即功率帶寬,需要根據(jù)轉(zhuǎn)換速度來計(jì)算。
????????對(duì)于直流信號(hào),一般不需要考慮帶寬問題,主要考慮精度問題和干擾問題。
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??????? 1、運(yùn)放的帶寬簡(jiǎn)單來說就是用來衡量一個(gè)放大器能處理的信號(hào)的頻率范圍,帶寬越高,能處理的信號(hào)頻率越高,高頻特性就越好,否則信號(hào)就容易失真,不過這是針對(duì)小信號(hào)來說的,在大信號(hào)時(shí)一般用壓擺率(或者叫轉(zhuǎn)換速率)來衡量。
??????? 2、比如說一個(gè)放大器的放大倍數(shù)為n倍,但并不是說對(duì)所有輸入信號(hào)的放大能力都是n倍,當(dāng)信號(hào)頻率增大時(shí),放大能力就會(huì)下降,當(dāng)輸出信號(hào)下降到原來輸出的0.707倍時(shí),也就是根號(hào)2分之一,或者叫減小了3dB,這時(shí)候信號(hào)的頻率就叫做運(yùn)放的帶寬 。
???????? 3、當(dāng)輸出信號(hào)幅度很小在0.1Vp-p以下時(shí),主要考慮增益帶寬積的影響。
????????????? 就是Gain Bandwidth=放大倍數(shù)*信號(hào)頻率。
????????????? 當(dāng)輸出信號(hào)幅度很大時(shí),主要考慮轉(zhuǎn)換速率Sr的影響,單位是V/uS。
????????????? 在這種情況下要算功率帶寬,FPBW=Sr/2πVp-p。
????????????? 也就是在設(shè)計(jì)電路時(shí)要同時(shí)滿足增益帶寬和功率帶寬。
三、運(yùn)放關(guān)于帶寬和增益的主要指標(biāo)以及定義
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????????1、開環(huán)帶寬:開環(huán)帶寬定義為,將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得開環(huán)電壓增益從運(yùn)放的直流增益下降3db(或是相當(dāng)于運(yùn)放的直流增益的0.707)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。這用于很小信號(hào)處理。
????????2、單位增益帶寬GB:單位增益帶寬定義為,運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得閉環(huán)電壓增益下降3db(或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。單位增益帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于正弦小信號(hào)放大時(shí),單位增益帶寬等于輸入信號(hào)頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當(dāng)知道要處理的信號(hào)頻率和信號(hào)需要的增以后,可以計(jì)算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
????????3、轉(zhuǎn)換速率(也稱為壓擺率)SR:運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率定義為,運(yùn)放接成閉環(huán)條件下,將一個(gè)大信號(hào)(含階躍信號(hào))輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得運(yùn)放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間,運(yùn)放的輸入級(jí)處于開關(guān)狀態(tài),所以運(yùn)放的反饋回路不起作用,也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無關(guān)。轉(zhuǎn)換速率對(duì)于大信號(hào)處理是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于一般運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs,高速運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運(yùn)放最高轉(zhuǎn)換速率SR達(dá)到6000V/μs。這用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
????????4、全功率帶寬BW:全功率帶寬定義為,在額定的負(fù)載時(shí),運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)恒幅正弦大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,使運(yùn)放輸出幅度達(dá)到最大(允許一定失真)的信號(hào)頻率。這個(gè)頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地,全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop(Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度)。全功率帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo),用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
????????5、建立時(shí)間:建立時(shí)間定義為,在額定的負(fù)載時(shí),運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)階躍大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,使運(yùn)放輸出由0增加到某一給定值的所需要的時(shí)間。由于是階躍大信號(hào)輸入,輸出信號(hào)達(dá)到給定值后會(huì)出現(xiàn)一定抖動(dòng),這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間稱為穩(wěn)定時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間+上升時(shí)間=建立時(shí)間。對(duì)于不同的輸出精度,穩(wěn)定時(shí)間有較大差別,精度越高,穩(wěn)定時(shí)間越長。建立時(shí)間是一個(gè)很重要的指標(biāo),用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
????????6、等效輸入噪聲電壓:等效輸入噪聲電壓定義為,屏蔽良好、無信號(hào)輸入的的運(yùn)放,在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無規(guī)則的干擾電壓。這個(gè)噪聲電壓折算到運(yùn)放輸入端時(shí),就稱為運(yùn)放輸入噪聲電壓(有時(shí)也用噪聲電流表示)。對(duì)于寬帶噪聲,普通運(yùn)放的輸入噪聲電壓有效值約10~20μV。
????????7、差模輸入阻抗(也稱為輸入阻抗):差模輸入阻抗定義為,運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí),兩輸入端的電壓變化量與對(duì)應(yīng)的輸入端電流變化量的比值。差模輸入阻抗包括輸入電阻和輸入電容,在低頻時(shí)僅指輸入電阻。一般產(chǎn)品也僅僅給出輸入電阻。采用雙極型晶體管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻不大于10兆歐;場(chǎng)效應(yīng)管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻一般大于109歐。
????????8、共模輸入阻抗:共模輸入阻抗定義為,運(yùn)放工作在輸入信號(hào)時(shí)(即運(yùn)放兩輸入端輸入同一個(gè)信號(hào)),共模輸入電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的輸入電流變化量之比。在低頻情況下,它表現(xiàn)為共模電阻。通常,運(yùn)放的共模輸入阻抗比差模輸入阻抗高很多,典型值在108歐以上。
????????9、輸出阻抗:輸出阻抗定義為,運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí),在運(yùn)放的輸出端加信號(hào)電壓,這個(gè)電壓變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量的比值。在低頻時(shí)僅指運(yùn)放的輸出電阻。這個(gè)參數(shù)在開環(huán)測(cè)試。
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四、運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)
????????1.輸入失調(diào)電壓VIO(input offset voltage)?:輸入電壓為零時(shí),將輸出電壓除以電壓增益,再加上負(fù)號(hào),即為折算到輸入端的失調(diào)電壓。亦即使輸出電壓為零時(shí)在輸入端所加的補(bǔ)償電壓。VIO是表征運(yùn)放內(nèi)部電路對(duì)稱性或者反映了輸入級(jí)差分對(duì)管的失配程度,一般Vos約為(1~10)mV,高質(zhì)量運(yùn)放Vos在1mV以下。
?????????2.輸入失調(diào)電壓溫漂? :在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi),輸入失調(diào)電壓隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。 該參數(shù)是指Vos在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù),是衡量運(yùn)放溫度影響的重要指標(biāo)。一般情況下約為(10~30)uV/攝氏度,高質(zhì)量的可做<0.5uV/C(攝氏度)。
?????????3.輸入失調(diào)電流IIO(input offset current):在零輸入時(shí),差分輸入級(jí)的差分對(duì)管基極電流之差,II0=|IB1-IB2|。用于表征差分級(jí)輸入電流不對(duì)稱的程度。通常,Ios為(0.5~5)nA,高質(zhì)量的可低于1nA。
? ? ? ? ?4.輸入失調(diào)電流溫漂? :在規(guī)定工作溫度范圍內(nèi),輸入失調(diào)電流隨溫度的變化量與溫度變化量之比值。 它是指II0在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù),也是衡量運(yùn)放受溫度影響的重要指標(biāo),通常約為(1~50)nA/C,高質(zhì)量的約為幾個(gè)pA/C。
? ? ? ???5.輸入偏置電流IB(input bias current):運(yùn)放兩個(gè)輸入端偏置電流的平均值,確切地說是運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)流入輸入端的平均電流。用于衡量差分放大對(duì)管輸入電流的大小。???
? ? ? ? ?6.最大差模輸入電壓? (maximum differential mode input voltage):運(yùn)放兩輸入端能承受的最大差模輸入電壓,超過此電壓時(shí),差分管將出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。平面工藝制成的NPN管,其值在5V左右,橫向PNP管的Vidmax可達(dá)+——30V以上。
? ? ? ???7.最大共模輸入電壓? (maximum common mode input voltage):在保證運(yùn)放正常工作條件下,共模輸入電壓的允許范圍。共模電壓超過此值時(shí),輸入差分對(duì)管出現(xiàn)飽和,放大器失去共模抑制能力。
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五、運(yùn)算放大器的動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)
???????1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)? (open loop voltage gain)?:運(yùn)放在無外加反饋條件下,輸出電壓與輸入電壓的變化量之比。
???????2.差模輸入電阻? (input resistance)?:輸入差模信號(hào)時(shí),運(yùn)放的輸入電阻。 為運(yùn)放開環(huán)條件下,從兩個(gè)差動(dòng)輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻。
? ? ? ?3.共模輸入電阻 Ric (common mode input resistence):它定義為運(yùn)放兩個(gè)輸入端并聯(lián)時(shí)對(duì)地的電阻。對(duì)于晶體管作輸入級(jí)的集成運(yùn)放來說,Ric通常比Rid高兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。采用場(chǎng)效應(yīng)管,輸入級(jí)運(yùn)算放大器Ric和Rid數(shù)值相當(dāng)。
? ? ???4.共模抑制比? (common mode rejection ratio)?:與差分放大電路中的定義相同,是差模電壓增益? 與共模電壓增益? 之比,常用分貝數(shù)來表示。KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB)。它是衡量輸入級(jí)差放對(duì)稱程度及表征集成運(yùn)放抑制共模干擾信號(hào)能力的參數(shù)。其值越大越好。通常KCMR約為(70~100)分貝,高質(zhì)量的可達(dá)160分貝。
???????5.-3dB帶寬? (—3dB band width)?:運(yùn)算放大器的差模電壓放大倍數(shù)? 下降3dB所定義的帶寬? 。 其值愈大愈好。
? ? ???6.單位增益帶寬? (BW?G)(unit gain band width):? 下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率,定義為單位增益帶寬? 。與晶體管的特征頻率? 相類似。
? ? ? ?7.轉(zhuǎn)換速率? (壓擺率)(slew rate):又稱為上升速率,反映運(yùn)放對(duì)于快速變化的輸入信號(hào)的響應(yīng)能力。轉(zhuǎn)換速率? 的表達(dá)式為。SR越大,表示運(yùn)放對(duì)高速變化的輸入信號(hào)的響應(yīng)能力越好。信號(hào)幅值愈大,頻率愈高,要求集成運(yùn)放的SR愈大。
? ? ? ?8.等效輸入噪聲電壓Vn(equivalent input noise voltage):輸入端短路時(shí),輸出端的噪聲電壓折算到輸入端的數(shù)值。這一數(shù)值往往與一定的頻帶相對(duì)應(yīng)。
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六、運(yùn)放的主要參數(shù)介紹
????????本節(jié)以《中國集成電路大全》集成運(yùn)算放大器為主要參考資料,同時(shí)參考了其它相關(guān)資料.集成運(yùn)放的參數(shù)較多,其中主要參數(shù)分為直流指標(biāo)和交流指標(biāo)。
????????其中主要直流指標(biāo)有輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電壓的溫度漂移(簡(jiǎn)稱輸入失調(diào)電壓溫漂)、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流的溫度漂移(簡(jiǎn)稱輸入失調(diào)電流溫漂)、差模開環(huán)直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰值電壓、最大共模輸入電壓、最大差模輸入電壓。
????????主要交流指標(biāo)有開環(huán)帶寬、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率SR、全功率帶寬、建立時(shí)間、等效輸入噪聲電壓、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。
1.直流指標(biāo)
????????輸入失調(diào)電壓VIO:輸入失調(diào)電壓定義為集成運(yùn)放輸出端電壓為零時(shí),兩個(gè)輸入端之間所加的補(bǔ)償電壓。輸入失調(diào)電壓實(shí)際上反映了運(yùn)放內(nèi)部的電路對(duì)稱性,對(duì)稱性越好,輸入失調(diào)電壓越小。輸入失調(diào)電壓是運(yùn)放的一個(gè)十分重要的指標(biāo),特別是精密運(yùn)放或是用于直流放大時(shí)。輸入失調(diào)電壓與制造工藝有一定關(guān)系,其中雙極型工藝(即上述的標(biāo)準(zhǔn)硅工藝)的輸入失調(diào)電壓在±1~10mV之間;采用場(chǎng)效應(yīng)管做輸入級(jí)的,輸入失調(diào)電壓會(huì)更大一些。對(duì)于精密運(yùn)放,輸入失調(diào)電壓一般在 1mV以下。輸入失調(diào)電壓越小,直流放大時(shí)中間零點(diǎn)偏移越小,越容易處理。所以對(duì)于精密運(yùn)放是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。
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????????輸入失調(diào)電壓的溫度漂移(簡(jiǎn)稱輸入失調(diào)電壓溫漂)αVIO:輸入失調(diào)電壓的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內(nèi),輸入失調(diào)電壓的變化與溫度變化的比值。這個(gè)參數(shù)實(shí)際是輸入失調(diào)電壓的補(bǔ)充,便于計(jì)算在給定的工作范圍內(nèi),放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。一般運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂在±10~20μV/℃之間,精密運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓溫漂小于±1μV/℃。
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????????輸入偏置電流IIB:輸入偏置電流定義為當(dāng)運(yùn)放的輸出直流電壓為零時(shí),其兩輸入端的偏置電流平均值。輸入偏置電流對(duì)進(jìn)行高阻信號(hào)放大、積分電路等對(duì)輸入阻抗有要求的地方有較大的影響。輸入偏置電流與制造工藝有一定關(guān)系,其中雙極型工藝(即上述的標(biāo)準(zhǔn)硅工藝)的輸入偏置電流在±10nA~1μA之間;采用場(chǎng)效應(yīng)管做輸入級(jí)的,輸入偏置電流一般低于1nA。
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????????輸入失調(diào)電流IIO:輸入失調(diào)電流定義為當(dāng)運(yùn)放的輸出直流電壓為零時(shí),其兩輸入端偏置電流的差值。輸入失調(diào)電流同樣反映了運(yùn)放內(nèi)部的電路對(duì)稱性,對(duì)稱性越好,輸入失調(diào)電流越小。輸入失調(diào)電流是運(yùn)放的一個(gè)十分重要的指標(biāo),特別是精密運(yùn)放或是用于直流放大時(shí)。輸入失調(diào)電流大約是輸入偏置電流的百分之一到十分之一。輸入失調(diào)電流對(duì)于小信號(hào)精密放大或是直流放大有重要影響,特別是運(yùn)放外部采用較大的電阻(例如10k?或更大時(shí)),輸入失調(diào)電流對(duì)精度的影響可能超過輸入失調(diào)電壓對(duì)精度的影響。輸入失調(diào)電流越小,直流放大時(shí)中間零點(diǎn)偏移越小,越容易處理。所以對(duì)于精密運(yùn)放是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。
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????????輸入失調(diào)電流的溫度漂移(簡(jiǎn)稱輸入失調(diào)電流溫漂):輸入偏置電流的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內(nèi),輸入失調(diào)電流的變化與溫度變化的比值。這個(gè)參數(shù)實(shí)際是輸入失調(diào)電流的補(bǔ)充,便于計(jì)算在給定的工作范圍內(nèi),放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。輸入失調(diào)電流溫漂一般只是在精密運(yùn)放參數(shù)中給出,而且是在用以直流信號(hào)處理或是小信號(hào)處理時(shí)才需要關(guān)注。
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????????差模開環(huán)直流電壓增益:差模開環(huán)直流電壓增益定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí),運(yùn)放輸出電壓與差模電壓輸入電壓的比值。由于差模開環(huán)直流電壓增益很大,大多數(shù)運(yùn)放的差模開環(huán)直流電壓增益一般在數(shù)萬倍或更多,用數(shù)值直接表示不方便比較,所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運(yùn)放的差模開環(huán)直流電壓增益在 80~120dB之間。實(shí)際運(yùn)放的差模開環(huán)電壓增益是頻率的函數(shù),為了便于比較,一般采用差模開環(huán)直流電壓增益。
共模抑制比:共模抑制比定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí),運(yùn)放差模增益與共模增益的比值。共模抑制比是一個(gè)極為重要的指標(biāo),它能夠抑制差模輸入==模干擾信號(hào)。由于共模抑制比很大,大多數(shù)運(yùn)放的共模抑制比一般在數(shù)萬倍或更多,用數(shù)值直接表示不方便比較,所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運(yùn)放的共模抑制比在80~120dB之間。
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????????電源電壓抑制比:電源電壓抑制比定義為當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí),運(yùn)放輸入失調(diào)電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對(duì)運(yùn)放輸出的影響。目前電源電壓抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信號(hào)處理或是小信號(hào)處理模擬放大時(shí),運(yùn)放的電源需要作認(rèn)真細(xì)致的處理。當(dāng)然,共模抑制比高的運(yùn)放,能夠補(bǔ)償一部分電源電壓抑制比,另外在使用雙電源供電時(shí),正負(fù)電源的電源電壓抑制比可能不相同。
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????????輸出峰-峰值電壓:輸出峰-峰值電壓定義為,當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí),在指定的負(fù)載下,運(yùn)放在當(dāng)前大電源電壓供電時(shí),運(yùn)放能夠輸出的最大電壓幅度。除低壓運(yùn)放外,一般運(yùn)放的輸出輸出峰-峰值電壓大于±10V。一般運(yùn)放的輸出峰-峰值電壓不能達(dá)到電源電壓,這是由于輸出級(jí)設(shè)計(jì)造成的,現(xiàn)代部分低壓運(yùn)放的輸出級(jí)做了特殊處理,使得在10k?負(fù)載時(shí),輸出峰-峰值電壓接近到電源電壓的50mV以內(nèi),所以稱為滿幅輸出運(yùn)放,又稱為軌到軌(raid-to-raid)運(yùn)放。需要注意的是,運(yùn)放的輸出峰-峰值電壓與負(fù)載有關(guān),負(fù)載不同,輸出峰-峰值電壓也不同;運(yùn)放的正負(fù)輸出電壓擺幅不一定相同。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用,輸出峰- 峰值電壓越接近電源電壓越好,這樣可以簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)。但是現(xiàn)在的滿幅輸出運(yùn)放只能工作在低壓,而且成本較高。
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????????最大共模輸入電壓:最大共模輸入電壓定義為,當(dāng)運(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí),在運(yùn)放的共模抑制比特性顯著變壞時(shí)的共模輸入電壓。一般定義為當(dāng)共模抑制比下降6dB 是所對(duì)應(yīng)的共模輸入電壓作為最大共模輸入電壓。最大共模輸入電壓限制了輸入信號(hào)中的最大共模輸入電壓范圍,在有干擾的情況下,需要在電路設(shè)計(jì)中注意這個(gè)問題。
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????????最大差模輸入電壓:最大差模輸入電壓定義為,運(yùn)放兩輸入端允許加的最大輸入電壓差。當(dāng)運(yùn)放兩輸入端允許加的輸入電壓差超過最大差模輸入電壓時(shí),可能造成運(yùn)放輸入級(jí)損壞。
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2. 主要交流指標(biāo)
????????開環(huán)帶寬:開環(huán)帶寬定義為,將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得開環(huán)電壓增益從運(yùn)放的直流增益下降3db(或是相當(dāng)于運(yùn)放的直流增益的0.707)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。這用于很小信號(hào)處理。
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????????單位增益帶寬GB:單位增益帶寬定義為,運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)恒幅正弦小信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得閉環(huán)電壓增益下降 3db(或是相當(dāng)于運(yùn)放輸入信號(hào)的0.707)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率。單位增益帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于正弦小信號(hào)放大時(shí),單位增益帶寬等于輸入信號(hào)頻率與該頻率下的最大增益的乘積,換句話說,就是當(dāng)知道要處理的信號(hào)頻率和信號(hào)需要的增以后,可以計(jì)算出單位增益帶寬,用以選擇合適的運(yùn)放。這用于小信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
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????????轉(zhuǎn)換速率(也稱為壓擺率)SR:運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率定義為,運(yùn)放接成閉環(huán)條件下,將一個(gè)大信號(hào)(含階躍信號(hào))輸入到運(yùn)放的輸入端,從運(yùn)放的輸出端測(cè)得運(yùn)放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間,運(yùn)放的輸入級(jí)處于開關(guān)狀態(tài),所以運(yùn)放的反饋回路不起作用,也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無關(guān)。轉(zhuǎn)換速率對(duì)于大信號(hào)處理是一個(gè)很重要的指標(biāo),對(duì)于一般運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs,高速運(yùn)放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運(yùn)放最高轉(zhuǎn)換速率SR達(dá)到 6000V/μs。這用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
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????????全功率帶寬BW:全功率帶寬定義為,在額定的負(fù)載時(shí),運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)恒幅正弦大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,使運(yùn)放輸出幅度達(dá)到最大(允許一定失真)的信號(hào)頻率。這個(gè)頻率受到運(yùn)放轉(zhuǎn)換速率的限制。近似地,全功率帶寬=轉(zhuǎn)換速率/2πVop(Vop是運(yùn)放的峰值輸出幅度)。全功率帶寬是一個(gè)很重要的指標(biāo),用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
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????????建立時(shí)間:建立時(shí)間定義為,在額定的負(fù)載時(shí),運(yùn)放的閉環(huán)增益為1倍條件下,將一個(gè)階躍大信號(hào)輸入到運(yùn)放的輸入端,使運(yùn)放輸出由0增加到某一給定值的所需要的時(shí)間。由于是階躍大信號(hào)輸入,輸出信號(hào)達(dá)到給定值后會(huì)出現(xiàn)一定抖動(dòng),這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間稱為穩(wěn)定時(shí)間。穩(wěn)定時(shí)間+上升時(shí)間=建立時(shí)間。對(duì)于不同的輸出精度,穩(wěn)定時(shí)間有較大差別,精度越高,穩(wěn)定時(shí)間越長。建立時(shí)間是一個(gè)很重要的指標(biāo),用于大信號(hào)處理中運(yùn)放選型。
????????等效輸入噪聲電壓:等效輸入噪聲電壓定義為,屏蔽良好、無信號(hào)輸入的的運(yùn)放,在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無規(guī)則的干擾電壓。這個(gè)噪聲電壓折算到運(yùn)放輸入端時(shí),就稱為運(yùn)放輸入噪聲電壓(有時(shí)也用噪聲電流表示)。對(duì)于寬帶噪聲,普通運(yùn)放的輸入噪聲電壓有效值約10~20μV。
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????????差模輸入阻抗(也稱為輸入阻抗):差模輸入阻抗定義為,運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí),兩輸入端的電壓變化量與對(duì)應(yīng)的輸入端電流變化量的比值。差模輸入阻抗包括輸入電阻和輸入電容,在低頻時(shí)僅指輸入電阻。一般產(chǎn)品也僅僅給出輸入電阻。采用雙極型晶體管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻不大于10兆歐;場(chǎng)效應(yīng)管做輸入級(jí)的運(yùn)放的輸入電阻一般大于109歐。
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????????共模輸入阻抗:共模輸入阻抗定義為,運(yùn)放工作在輸入信號(hào)時(shí)(即運(yùn)放兩輸入端輸入同一個(gè)信號(hào)),共模輸入電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的輸入電流變化量之比。在低頻情況下,它表現(xiàn)為共模電阻。通常,運(yùn)放的共模輸入阻抗比差模輸入阻抗高很多,典型值在108歐以上。
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????????輸出阻抗:輸出阻抗定義為,運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí),在運(yùn)放的輸出端加信號(hào)電壓,這個(gè)電壓變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量的比值。在低頻時(shí)僅指運(yùn)放的輸出電阻。這個(gè)參數(shù)在開環(huán)測(cè)試。
與50位技術(shù)專家面對(duì)面20年技術(shù)見證,附贈(zèng)技術(shù)全景圖總結(jié)