運算放大器常用術(shù)語和規(guī)格參數(shù)

運算放大器常用術(shù)語和規(guī)格參數(shù).分類：硬件設(shè)計2012-04-0820:2924人閱讀評論(0)收藏舉報1)輸入失調(diào)電壓（VOS）：即輸入OffsetVoltage，該參數(shù)表示使輸出電壓為零時需要在輸入端作用的電壓差。即定義為集成運放輸出端電壓為零時，兩個輸入端之間所加的補償電壓。輸入失調(diào)電壓實際上反映了運放內(nèi)部的電路對稱性，對稱性越好，輸入失調(diào)電壓越小。輸入失調(diào)電壓是運放的一個十分重要的指標(biāo)，特別是精密運放或是用于直流放大時。輸入失調(diào)電壓與制造工藝有一定關(guān)系，其中雙極型工藝的輸入失調(diào)電壓在±1~10mV之間；采用場效應(yīng)管做輸入級的，輸入失調(diào)電壓會更大一些；對于精密運放，輸入失調(diào)電壓一般在1mV以下。輸入失調(diào)電壓越小，直流放大時中間零點偏移越小，越容易處理。所以對于精密運放是一個極為重要的指標(biāo)。2)輸入失調(diào)電壓溫漂（TCVOS）：該參數(shù)指溫度變化引起的輸入失調(diào)電壓的變化，通常以μV/℃為單位表示。3)輸入失調(diào)電流（IOS）：即InputOffsetCurrent，輸入失調(diào)電流定義為當(dāng)運放的輸出直流電壓為零時，其兩輸入端偏置電流的差值。輸入失調(diào)電流同樣反映了運放內(nèi)部的電路對稱性，對稱性越好，輸入失調(diào)電流越小。輸入失調(diào)電流是運放的一個十分重要的指標(biāo)，特別是精密運放或是用于直流放大時。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)電流對于小信號精密放大或是直流放大有重要影響，特別是運放外部采用較大的電阻（例如10k或更大時），輸入失調(diào)電流對精度的影響可能超過輸入失調(diào)電壓對精度的影響。輸入失調(diào)電流越小，直流放大時中間零點偏移越小，越容易處理。所以對于精密運放是一個極為重要的指標(biāo)。4)輸入失調(diào)電流溫漂（TCIOS）：該參數(shù)代表輸入失調(diào)電流在溫度變化時產(chǎn)生的變化量。TCIOS通常以pA/℃為單位表示。5)輸入偏置電流（IB）：即Inputbiascurrent，該參數(shù)指運算放大器工作在線性區(qū)時流入輸入端的平均電流，也定義為當(dāng)運放的輸出直流電壓為零時，其兩輸入端的偏置電流平均值。6)輸入偏置電流溫漂（TCIB）：該參數(shù)代表輸入偏置電流在溫度變化時產(chǎn)生的變化量。TCIB通常以pA/℃為單位表示。7)共模輸入阻抗/電阻（RINCM）：該參數(shù)表示運算放大器工作在線性區(qū)時，輸入共模電壓范圍與該范圍內(nèi)偏置電流的變化量之比，即。即運放工作在輸入共模信號時（運放兩輸入端輸入同一個信號），共模輸入電壓的變化量與對應(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。8)差模輸入阻抗/電阻（RIN）：該參數(shù)表示運放工作在線性區(qū)時，兩輸入端的電壓變化量與對應(yīng)的輸入端電流變化量的比值。在一個輸入端測量時，另一輸入端接固定的共模電壓。差模輸入阻抗輸入電阻和輸入電容，在低頻時僅指輸入電阻。。9)輸入電容（CIN）：CIN表示運算放大器工作在線性區(qū)時任何一個輸入端的等效電容（另一輸入端接地）。10)輸入電壓范圍（VIN）：該參數(shù)指運算放大器正常工作（可獲得預(yù)期結(jié)果）時，所允許的輸入電壓的范圍，VIN通常定義在指定的電源電壓下。11)差模輸入電壓范圍：最大差模輸入電壓定義為，運放兩輸入端允許加的最大輸入電壓差。當(dāng)運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，可能造成運放輸入級損壞。12)共模輸入電壓范圍（CommonModeInputVoltageRange）：最大共模輸入電壓定義為，當(dāng)運放工作于線性區(qū)時，在運放的共模抑制比特性顯著變壞時的共模輸入電壓。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)計中注意這個問題。13)電壓噪聲（VoltageNoise）：等效輸入噪聲電壓（EquivalentInputNoiseVoltage）等效輸入噪聲電壓定義為，屏蔽良好、無信號輸入的的運放，在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無規(guī)則的干擾電壓。這個噪聲電壓折算到運放輸入端時，就稱為運放輸入噪聲電壓（有時也用噪聲電流表示）。對于寬帶噪聲，普通運放的輸入噪聲電壓有效值約10~20uV。14)輸入電壓噪聲密度（en,VoltageNoiseDensity）：對于運算放大器，輸入電壓噪聲可以看作是連接到任意一個輸入端的串聯(lián)噪聲電壓源，en通常以（每根號赫茲納伏）為單位表示，定義在指定頻率。15)輸入電流噪聲密度（in,CurrentNoiseDensity）：對于運算放大器，輸入電流噪聲可以看作是兩個噪聲電流源，連接到每個輸入端和公共端，通常以（每根號赫茲p安培）為單位表示，定義在指定頻率。16)輸出阻抗（ZO）：該參數(shù)是指運算放大器工作在線性區(qū)時，輸出端的內(nèi)部等效小信號阻抗。即在運放的輸出端加信號電壓，這個電壓變化量與對應(yīng)的電流變化量的比值。在低頻時僅指運放的輸出電阻。這個參數(shù)在開環(huán)的狀態(tài)下測試。17)輸出電壓擺幅（VO）：該參數(shù)是指輸出信號不發(fā)生箝位的條件下能夠達(dá)到的最大電壓擺幅的峰峰值，VO一般定義在特定的負(fù)載電阻和電源電壓下。18)壓擺率（SR，SlewRate）：該參數(shù)是指輸出電壓的變化量與發(fā)生這個變化所需時間之比的最大值。SR通常以V/μs為單位表示，有時也分別表示成正向變化和負(fù)向變化。SR一般定義在特定的負(fù)載電阻下，運放接成閉環(huán)條件下，將一個大信號（含階躍信號）輸入到運放的輸入端，從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間，運放的輸入級處于開關(guān)狀態(tài)，所以運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)換速率對于大信號處理是一個很重要的指標(biāo)，對于一般運放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs，高速運放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運放轉(zhuǎn)換速率SR可達(dá)6000V/μs。19)建立時間（SettlingTime）：表示大信號工作時運放性能的一個重要參數(shù)，是指運放接成跟隨器（或增益為-1的反向放大器），輸入階躍大信號Vi，輸出電壓從開始響應(yīng)道穩(wěn)定值為止的時間。穩(wěn)定值的誤差范圍一般為Vi的0.1%。建立時間即表示了運放的轉(zhuǎn)換速率，又表示了其阻尼特性（與相位裕度PhaseMargin有關(guān)）。20)相位裕度（PhaseMargin）：為保證運放工作的穩(wěn)定性，當(dāng)增益下降到0dB時，相位的移動應(yīng)小于180度。相位裕度可以看作是系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)之前可以增加的相位變化，相位裕度越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，但同時時間響應(yīng)速度減慢了，因此必須要有一個比較合適的相位裕度。首先定義使增益幅值等于1的頻率點為“增益交點”（gaincrossoverpoint），設(shè)為頻率點w1；定義使得增益相位即環(huán)路相移等于180°的頻率點為“相位交點”（phasecrossoverpoint），設(shè)為頻率點w2。相位裕度的定義為：運算放大器在增益交點頻率時增益的相位，與相位交點的相位即180°的差值，表達(dá)式為PM=180°－∠Av(w1)?！螦v(w1)為增益1時的環(huán)路相移。例如輸出端和輸入端反相，輸入輸出相位差為180最穩(wěn)定，由于環(huán)路相移，輸出相位向0移動，所以相位裕度=180°－環(huán)路相移，如果輸出端和輸入端同相，輸入輸出相位差為0最穩(wěn)定，由于環(huán)路相移，輸出相位向180°移動，同樣相位裕度=180°－環(huán)路相移。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，相位裕度至少要45，最好是60。21)增益裕度：為保證運放穩(wěn)定性，除相位裕度外，還應(yīng)保證：當(dāng)相位移動達(dá)到180度時，相位交點的增益要小于0dB，一般要有10dB裕量，即當(dāng)相位移動達(dá)到180度時，增益要小于-10dB22)過載恢復(fù)時間（OverloadRecoveryTime）：當(dāng)運算放大器過載時，有時僅幾毫伏也可能導(dǎo)致過載，其中有些放大級可能發(fā)生飽和。這種情況下，器件需要相對較長的時間從飽和中恢復(fù)。引起過載的原因主要與放大器的耦合電容充放電有關(guān)。抗過載性能可用“過載恢復(fù)時間”來表示，其定義為：在給定過載程度的條件下如超過正常信號值得200倍到1000倍，放大器輸出波形回到基線并保持在基線附近最大額定輸出電壓±1%的一個帶內(nèi)，小信號增益已回到正常時所需要的時間。時間越短，性能越好。23)開環(huán)電壓增益（Open-LoopGain）、大信號電壓增益（LargeSignalVoltageGain）：在不具負(fù)反饋情況下(開環(huán)路狀況下)，運算放大器的放大倍數(shù)稱為開環(huán)增益（開環(huán)差模電壓增益），記作AVO，有的手冊上寫成LargeSignalVoltageGain。AVO的理想值為無限大，一般約為數(shù)千倍至數(shù)萬倍，其表示法有使用dB及V/mV等。24)閉環(huán)電壓增益（Closed-LoopGain）：就是在有反饋的情況下，運算放大器的放大倍數(shù)。25)單位增益帶寬、開環(huán)增益帶寬：單位增益帶寬指開環(huán)差模電壓增益下降到1時運算放大器的最大工作頻率。下降到直流增益的-3db（1/根號2倍）時所對應(yīng)的頻帶寬度，稱為運放的3db開環(huán)增益帶寬。26)增益帶寬積（GBP，GainBandwidthProduct)：增益帶寬積AOL*?是一個常量，定義在開環(huán)增益隨頻率變化的特性曲線中以-20dB/十倍頻程滾降的區(qū)域。單位增益帶寬和帶寬增益積這兩個概念有些相似，但不同。這里需要說明的是對電壓反饋型運放來說，增益帶寬積是一個常量，這時單位增益帶寬和帶寬增益積應(yīng)該一樣。而對于電流型運放來說卻不是這樣的，因為對于電流型運放而言，帶寬和增益不是一個線性的關(guān)系。27)共模抑制比（CMRR，Common-ModeRejectionRatio）：共模抑制比定義為當(dāng)運放工作于線性區(qū)時，運放開環(huán)差模增益與開環(huán)共模增益的比值。是指差分放大器對同時加到兩個輸入端上的共模信號的抑制能力。更確切的說，CMRR是產(chǎn)生特定輸出所需輸入的共模電壓與產(chǎn)生同樣輸出所需輸入的差分電壓的比值。28)直流共模抑制（CMRDC）：該參數(shù)用于衡量運算放大器對作用在兩個輸入端的相同直流信號的抑制能力。CMRDC可以用共模電壓范圍(CMVR)與該范圍內(nèi)對應(yīng)的輸入失調(diào)電壓變化的峰峰值進(jìn)行計算，即。29)交流共模抑制（CMRAC）：CMRAC用于衡量運算放大器對作用在兩個輸入端的相同交流信號的抑制能力，是差模開環(huán)增益除以共模開環(huán)增益的函數(shù)。CMRAC通常定義在特定頻率和整個直流