运放的各个指标
本文详细介绍了运算放大器(运放)的关键性能指标,包括开环差模电压增益(Avd)、输入失调电压(Vos)及其温漂、输入失调电流(Ios)及其温漂、输入偏置电流(IB)、共模抑制比(KCMR)、差模/共模输入电阻(Rid/Ric)、最大差模/共模输入电压(Vidmax/Vicmax)等。这些指标直接影响运放的精度、温度稳定性、输入阻抗和抗干扰能力等性能。文中还提到其他重要参数如单位增益带宽、转换速率等,全面概括了运放的核心技术参数。理解这些指标对于正确选择和应用运放至关重要。
同相比例运算电路
如图所示电路中运放的同相输入端接信号vs,反向输入端通过电阻 R1接地,vo与vs同相,根据“虚短”和“虚断”
vo=(1+Rf/R1)v-=(1+Rf/R1)vs
故称为同相比例放大电路。
中文名
同相比例运算电路
同相输入放大电路如图1所示,根据“虚短”与“虚断”,
信号电压通过电阻Rs加到运放的同相输入端,输出电压vo通过电阻R1和Rf反馈到运放的反相输入端,构成电压串联负反馈放大电路。
根据虚短、虚断的概念有vN= vP,i1= if=0 于是求得
所以该电路实现同相比例运算。
同相比例运算电路的特点如下
1.输入电阻很高,输出电阻很低。
2.由于vN= vP= vS,电路不存在虚地(因为N点的电压被流过R1的电流i1抬高了),且运放存在共模输入信号(因为V+ ↑时有V- ↑,V+ ↓时有V-↓),因此要求运放有较高的共模抑制比。
运放的各个指标
运放的指标:
1、开环差模电压增益Avd:
运放在没有外部反馈作用时的差模直流电压增益称为开环差模电压增益,它是决定运放电路运算精度的重要因素,定义为运放开环是的
输出电压与差模输入电压之比,即:Avd=Vod/Vid也可用分贝表示为:20×lg(Avd)=20×lg(Vod/Vid)对于一般运放,Avd在
(80~120)dB之间,高精度的运放Avd可达(120~140)dB。
2、输入失调电压Vos
常温(27摄氏度)下,当运放输入端口短路时,放大器的输出失调电压折合到输入端的等效差模输入电压值称为输入失调电压,它主要
反映了输入级差分对管的失配程度,一般Vos约为(1~10)mV,高质量运放Vos在1mV以下。
3、输入失调电压温漂dVos/dT
该参数是指Vos在规定工作范围内的温度系数,是衡量运放温度影响的重要指标。一般情况下dVos/dT约为(10~30)uV/摄氏度,高
质量的可做到<0.5uV/C(摄氏度)。
4、输入失调电流Ios
常温下当运放输入端口开路时,为了得到零输出,必须加到运放两个输入端的直流补偿电流,称为输入失调电流Ios,它表征了差放输入
级两管B不对称所造成的影响,记为Ios=|IB1-IB2|(Vo=0时的两管基极电流)通常,Ios为(0.5~5)nA,高质量的可低于1nA。
5、输入失调电流的温漂dIos/dT
它是指Ios在规定工作范围内的温度系数,也是衡量运放受温度影响的重要指标,通常约为(1~50)nA/C,高质量的约为几个pA/C。
6、输入偏置电流IB
他是衡量差分对管输入电流绝对值大小的标志,当常温下(27C),输入信号为零且零输出时,用两个输入端的基极偏置电流平均值来表
示。IB太大,不仅在不同信号内阻的情况下,对静态工作点有较大影响,而且会影响温漂和运算精度,IB一般在10nA~1uA范围内;IB
小,表明输入失调电流小,放大器的输入电阻高。
7、共模抑制比KCMR
它是衡量输入级各参数对称程度的表志。运算放大器在同相端输入信号时,共模抑制比对运算精度有较大影响,通常KCMR约为(70~
100)分贝,高质量的可达160分贝。
8、差模输入电阻Rid
Rid
它是衡量差分对管向差模输入信号所取电流大小的标志,::为运放开环条件下,从两个差动输入端看进去的动态电阻。
9、共模输入电阻Ric
它定义为运放两个输入端并联时对地的电阻。对于晶体管作输入级的集成运放来说,Ric通常比Rid高两个数量级左右。
采用场效应管,输入级运算放大器Ric和Rid数值相当。
10、最大差模输入电压Vidmax
它是指反相端和同相端之间所能承受的最大电压值,超过这个电压,输入级差分对管中的一个管子将会出现反向击穿电压的现象。平面
工艺制成的NPN管,其值在5V左右,横向PNP管的Vidmax可达+——30V以上。
11、最大共模输入电压Vicmax
集成运放在工作时,常遇到既有差模输入又有共模输入的情况,如果共模电压超过一定限度,将会使输入级工作不正常,因此要加以限制。
还有:::单位增益带宽、转换速率、电源电压抑制比、最大输出幅度Vomax、静态功耗PW、输出电阻Ro、额定输出电流Io、延长时
间tS等等。
共模输入电阻是指运放两个输入端并联时对地的电阻。对于晶体管作输入级的集成运放来说,
Ric 通常比Rid 高两个数量级左右。采用场效应管,输入级运算放大器Ric 和Rid 数值相当。
差模输入电阻是指输入差模信号时,运放的输入电阻。 为运放开环条件下,从两个差动输入端看进去的动态电阻。