運(yùn)算放大器常用術(shù)語和規(guī)格參數(shù)

運(yùn)算放大器常用術(shù)語和規(guī)格參數(shù).分類：硬件設(shè)計(jì)2012-04-0820:2924人閱讀評(píng)論(0)收藏舉報(bào)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(shí)需要在輸入端作用的電壓差。即定義為集成運(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，其中雙極型工藝的輸入失調(diào)電壓在±1~10mV之間；采用場效應(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)。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(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)。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(shí)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(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)流入輸入端的平均電流，也定義為當(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。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(shí)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(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，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(yùn)放工作在輸入共模信號(hào)時(shí)（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。8)差模輸入阻抗/電阻（RIN）：該參數(shù)表示運(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。在一個(gè)輸入端測量時(shí)，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(shí)僅指輸入電阻。。9)輸入電容（CIN）：CIN表示運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)任何一個(gè)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(yùn)算放大器正常工作（可獲得預(yù)期結(jié)果）時(shí)，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(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。12)共模輸入電壓范圍（CommonModeInputVoltageRange）：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。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(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10~20uV。14)輸入電壓噪聲密度（en,VoltageNoiseDensity）：對(duì)于運(yùn)算放大器，輸入電壓噪聲可以看作是連接到任意一個(gè)輸入端的串聯(lián)噪聲電壓源，en通常以（每根號(hào)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(duì)于運(yùn)算放大器，輸入電流噪聲可以看作是兩個(gè)噪聲電流源，連接到每個(gè)輸入端和公共端，通常以（每根號(hào)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(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)，輸出端的內(nèi)部等效小信號(hào)阻抗。即在運(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)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(hào)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(gè)變化所需時(shí)間之比的最大值。SR通常以V/μs為單位表示，有時(shí)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(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)放轉(zhuǎn)換速率SR可達(dá)6000V/μs。19)建立時(shí)間（SettlingTime）：表示大信號(hào)工作時(shí)運(yùn)放性能的一個(gè)重要參數(shù)，是指運(yùn)放接成跟隨器（或增益為-1的反向放大器），輸入階躍大信號(hào)Vi，輸出電壓從開始響應(yīng)道穩(wěn)定值為止的時(shí)間。穩(wěn)定值的誤差范圍一般為Vi的0.1%。建立時(shí)間即表示了運(yùn)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(yùn)放工作的穩(wěn)定性，當(dāng)增益下降到0dB時(shí)，相位的移動(dòng)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(shí)時(shí)間響應(yīng)速度減慢了，因此必須要有一個(gè)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(diǎn)為“增益交點(diǎn)”（gaincrossoverpoint），設(shè)為頻率點(diǎn)w1；定義使得增益相位即環(huán)路相移等于180°的頻率點(diǎn)為“相位交點(diǎn)”（phasecrossoverpoint），設(shè)為頻率點(diǎn)w2。相位裕度的定義為：運(yùn)算放大器在增益交點(diǎn)頻率時(shí)增益的相位，與相位交點(diǎn)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(shí)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(dòng)，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(dòng)，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(yùn)放穩(wěn)定性，除相位裕度外，還應(yīng)保證：當(dāng)相位移動(dòng)達(dá)到180度時(shí)，相位交點(diǎn)的增益要小于0dB，一般要有10dB裕量，即當(dāng)相位移動(dòng)達(dá)到180度時(shí)，增益要小于-10dB22)過載恢復(fù)時(shí)間（OverloadRecoveryTime）：當(dāng)運(yùn)算放大器過載時(shí)，有時(shí)僅幾毫伏也可能導(dǎo)致過載，其中有些放大級(jí)可能發(fā)生飽和。這種情況下，器件需要相對(duì)較長的時(shí)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)?？惯^載性能可用“過載恢復(fù)時(shí)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(hào)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(gè)帶內(nèi)，小信號(hào)增益已回到正常時(shí)所需要的時(shí)間。時(shí)間越短，性能越好。23)開環(huán)電壓增益（Open-LoopGain）、大信號(hào)電壓增益（LargeSignalVoltageGain）：在不具負(fù)反饋情況下(開環(huán)路狀況下)，運(yùn)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(cè)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(yùn)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(shí)運(yùn)算放大器的最大工作頻率。下降到直流增益的-3db（1/根號(hào)2倍）時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，稱為運(yùn)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(gè)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(gè)概念有些相似，但不同。這里需要說明的是對(duì)電壓反饋型運(yùn)放來說，增益帶寬積是一個(gè)常量，這時(shí)單位增益帶寬和帶寬增益積應(yīng)該一樣。而對(duì)于電流型運(yùn)放來說卻不是這樣的，因?yàn)閷?duì)于電流型運(yùn)放而言，帶寬和增益不是一個(gè)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(yùn)放工作于線性區(qū)時(shí)，運(yùn)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(duì)同時(shí)加到兩個(gè)輸入端上的共模信號(hào)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(yùn)算放大器對(duì)作用在兩個(gè)輸入端的相同直流信號(hào)的抑制能力。CMRDC可以用共模電壓范圍(CMVR)與該范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的輸入失調(diào)電壓變化的峰峰值進(jìn)行計(jì)算，即。29)交流共模抑制（CMRAC）：CMRAC用于衡量運(yùn)算放大器對(duì)作用在兩個(gè)輸入端的相同交流信號(hào)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(gè)直流