运算放大器的保护 放大器输入保护的利与弊
运算放大器常见指标及重要特性
运算放大器常见指标及重要特性运算放大器是一种电子放大器，用于放大微弱电信号。
它是现代电子系统中的关键组件之一，广泛应用于各种电路中，如音频放大器、通信电路、仪器仪表、运算放大电路等。
了解运算放大器的常见指标和重要特性对于正确选择和应用运算放大器至关重要。
下面是关于运算放大器常见指标和重要特性的详细介绍。
1.常见指标(1)增益：运算放大器的增益是指输入信号和输出信号之间的放大倍数。
运算放大器的增益通常用电压增益来表示，即输出电压与输入电压之比。
(2)输入阻抗：运算放大器的输入阻抗是指输入端对外界电路的负载特性，也就是输入电路对外界电路之间的阻抗。
输入阻抗越大，对外界电路的负载影响越小。
(3)输出阻抗：运算放大器的输出阻抗是指输出端对外界电路的负载特性，也就是输出电路对外界电路之间的阻抗。
输出阻抗越小，对外界电路的阻抗匹配越好。
(4)带宽：运算放大器的带宽是指在指定的增益范围内，能够传递的频率范围。
带宽越大，运算放大器能够传递的高频信号越多。
(5)零点抵消：运算放大器的零点抵消是指在输出电压为零时，输入电压不为零的情况下，输出电压的漂移量。
零点抵消越好，运算放大器的精度越高。
2.重要特性(1)运算精度：运算放大器的运算精度是指在给定的测量条件下，输出结果与实际值之间的偏差大小。
运算精度越高，运算放大器输出的信号越准确。
(2)稳定性：运算放大器的稳定性是指在不同工作条件下，输出信号的稳定程度。
稳定性越好，运算放大器的输出信号波动越小。
(3)噪声：运算放大器的噪声是指在运放输入端产生的不可避免的电压或电流波动。
噪声越小，运算放大器的信噪比越高。
(4)温度漂移：运算放大器的温度漂移是指在温度变化的情况下，输出信号的稳定程度。
温度漂移越小，运算放大器的性能越稳定。
(5)电源电压范围：运算放大器的电源电压范围是指能够正常工作的电源电压范围。
电源电压范围越大，运算放大器的适用范围越广。
(6)输入偏置电流：运算放大器的输入偏置电流是指在没有输入信号的情况下，输入端电流的大小。
理想运算放大器的输入电阻
理想运算放大器的输入电阻
理想运算放大器是一种非常重要的电子元件，常用于电子电路中的信号放大和处理。
在设计和应用理想运算放大器时，输入电阻是一个至关重要的参数。
输入电阻是指理想运算放大器对输入信号的电阻，它决定了输入信号与放大器之间的关系以及信号的传输效果。
输入电阻的大小直接影响着放大器的灵敏度和稳定性。
输入电阻越大，放大器对输入信号的影响就越小，信号的传输效果也会更加稳定。
因此，在设计电子电路时，需要根据实际需求选择合适的输入电阻，以确保放大器的性能达到最佳状态。
输入电阻还影响着放大器的输入阻抗。
输入电阻越大，放大器的输入阻抗就越高，可以减小外部电路对放大器的影响，提高信号的传输效率。
因此，在设计电子电路时，需要考虑输入电阻的大小，以确保信号的稳定传输。
输入电阻还与放大器的输入偏置电流有关。
输入电阻越大，输入偏置电流对信号的影响就越小，可以减小信号失真的可能性。
因此，在应用理想运算放大器时，需要注意输入电阻的选择，以防止信号失真。
输入电阻还决定了放大器的输入端和外部电路的匹配程度。
输入电阻与外部电路的阻抗匹配不佳会导致信号的反射和损失，影响信号的传输效果。
因此，在设计电子电路时，需要根据输入电阻的大小
选择合适的外部电路，以确保信号的正常传输。
输入电阻是理想运算放大器中的一个重要参数，它直接影响着放大器的性能和信号的传输效果。
在设计和应用理想运算放大器时，需要充分考虑输入电阻的大小，以确保电路的稳定性和性能达到最佳状态。
通过合理选择输入电阻，可以提高放大器的灵敏度和稳定性，保证信号的正常传输，从而实现电子电路的高效工作。
电路中的运算放大器有哪些特点和应用
电路中的运算放大器有哪些特点和应用运算放大器是电路中应用广泛的一种电子器件，它具有许多特点和应用。
本文将介绍运算放大器的特点，并探讨其在电路中的各种应用。
一、特点1. 高增益：运算放大器的主要特点之一是具有较高的电压增益。
它能够将输入信号增加到一个较高的水平，以便于后续的处理和分析。
2. 宽频带宽：运算放大器的频带宽度较宽，能够处理较高频率的信号。
这使得它在许多应用中都能够提供精确和有效的放大功能。
3. 低噪声：运算放大器通常具有较低的噪声水平，这使得它在信号处理中非常有用。
低噪声的特性使得运算放大器能够提供更清晰和准确的信号放大。
4. 高输入阻抗和低输出阻抗：运算放大器的输入阻抗很高，可以减小对输入信号源的负载，保持传输信号的完整性。
同时，输出阻抗较低，能够驱动负载电路。
5. 可调节增益和偏置：运算放大器通常具有可调节的增益和偏置特性，这使得它在不同应用场景下能够灵活应对和满足需求。
二、应用1. 信号放大和滤波：运算放大器广泛应用于信号放大和滤波电路中。
通过调节放大器的增益和频率响应，可以实现对信号的放大和滤波功能，使得信号的频率范围和振幅得到控制和优化。
2. 模拟计算：运算放大器也常用于模拟计算电路中。
其高增益和精确性能使其成为模拟电路中一种重要的元器件，例如用于模拟加法、乘法、积分和微分等运算。
3. 电压比较和开关：运算放大器的高增益和灵敏度使其非常适合于电压比较和开关电路的应用。
通过将运算放大器配置为比较器或开关，可以实现对电压信号的比较和控制。
4. 反馈控制系统：运算放大器在反馈控制系统中起着至关重要的作用。
通过引入适当的反馈电路，可以实现对电路稳定性、增益和响应速度的控制。
5. 传感器信号处理：运算放大器还广泛应用于传感器信号处理中。
传感器常常输出微弱的信号，而运算放大器能够对这些信号进行放大和处理，以提高信号的灵敏度和稳定性。
6. 精密测量仪器：运算放大器也被广泛应用于精密测量仪器中。
运算放大器的参数
运算放大器的参数运算放大器（Op-amp）是一种电子元件，具有高放大度、高输入阻抗和低输出阻抗等特性。
它的性质可以通过一系列参数来描述，这些参数包括：放大倍数、输入电阻、输出电阻、共模抑制比、带宽等，下面我们将逐一介绍它们的意义和作用。
1、放大倍数放大倍数是指在没有反馈的情况下，运算放大器输出电压与输入电压之间的比值。
放大倍数可以表示为Av，其单位为V/V（伏特/伏特）。
一个典型的运算放大器的放大倍数可以高达10万倍，相比之下，普通的放大器通常只有100-1000倍的放大倍数。
放大倍数在运算放大器的设计和使用中起着至关重要的作用，它决定了运算放大器的放大能力。
因此，放大倍数也是评价运算放大器性能的重要参数之一。
2、输入电阻输入电阻是运算放大器输入端的电阻。
在使用运算放大器时，有时需要对电路输入信号进行一些特殊的处理，如滤波、放大等等。
此时输入电阻就是一个很关键的参数，它决定了输入信号是否能够准确地被引入运算放大器中。
输入电阻通常用Rin表示，其单位为欧姆（Ω），一般情况下，运算放大器的输入电阻在百万至千万的范围内，因此，它的输入阻抗非常高，对于输入信号来说，它的影响非常小。
所以，输入电阻也被称为“高阻输入”。
3、输出电阻输出电阻是运算放大器输出端的电阻。
输出电阻可以理解为运算放大器内部电路的内部电阻。
输出端电阻通常用Ro表示，单位为欧姆（Ω）。
运算放大器的输出电阻对于电路的使用有着重要的意义，它决定了能否输出一个强有力的信号。
当负载电路阻值很大的时候，输出电阻才能够填补电路的空隙，否则，信号源的输出电平无法被放大到期望的水平4、共模抑制比共模抑制比是衡量运算放大器对共模干扰的抑制能力的参数。
共模抑制比可以理解为运算放大器内部电路在处理共模信号时，处理能力与处理差分信号时的处理能力之比。
在运算放大器的工作中，由于接触共模信号所产生的电荷、辐射和传导噪声、地线反射等引起的共模干扰是不可避免的。
而共模抑制比可以有效地抑制这些噪声干扰，使得运算放大器输出的信号不会因为共模信号干扰而失真。
运算放大器输入失调电压失效
运算放大器输入失调电压失效运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是电子电路中常用的一种集成电路元件，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点，广泛应用于各种电子设备中。
然而，由于各种因素，运算放大器在使用过程中可能会出现输入失调电压失效的问题。
输入失调电压是指在理想情况下，运算放大器的两个输入端（非反相输入端和反相输入端）应该是相等的，但实际上存在微小的差异，这种差异就是输入失调电压。
输入失调电压失效会导致运算放大器输出信号与输入信号之间存在偏差，从而影响电路的性能和稳定性。
造成输入失调电压失效的原因主要包括工艺制造误差、温度变化、器件老化等。
在工艺制造过程中，由于工艺精度和器件匹配度的限制，运算放大器的两个输入端可能存在微小的差异。
此外，温度变化会导致器件参数发生变化，进而影响运算放大器的性能。
器件老化也会导致运算放大器的输入失调电压失效。
为了解决运算放大器输入失调电压失效的问题，可以采取以下措施：1. 选择性能优良的运算放大器，尽量减小输入失调电压。
2. 在电路设计中考虑输入失调电压对电路性能的影响，采取补偿电路或者校准电路来消除输入失调电压的影响。
3. 控制运算放大器的工作温度，避免温度变化对输入失调电压的影响。
4. 定期检测运算放大器的性能，及时更换老化严重的器件。
综上所述，运算放大器输入失调电压失效是影响电路性能和稳定性的重要因素，需要在设计和使用过程中引起重视。
通过合理的选择和设计，以及定期的维护和检测，可以有效地减小输入失调电压失效对电路性能的影响，提高电路的稳定性和可靠性。
运算放大器的关键指标详解一（失调与偏置）
运算放⼤器的关键指标详解⼀（失调与偏置）输⼊失调电压（Offset Voltage, V O S V_{OS} VOS）定义：在运放开环使⽤时，加载在两个输⼊端之间的直流电压使得放⼤器直流输出电压为 0。
也可定义为当运放接成跟随器且正输⼊端接地时，输出存在的⾮ 0 电压。
优劣范围：1µV 以下，属于极优秀的。
100µV 以下的属于较好的。
最⼤的有⼏⼗mV。
理解：任何⼀个放⼤器，⽆论开环连接或者反馈连接，当两个输⼊端都接地时，理论上输出应该为0，但运放内部两输⼊⽀路⽆法做到完全平衡，导致输出永远不会是 0。
此时保持放⼤器负输⼊端不变，⽽在正输⼊端施加⼀个可调的直流电压，调节它直到输出直流电压变为 0V，此时正输⼊端施加的电压的负值即为输⼊失调电压，⽤ VOS 表⽰。
但是，多数情况下，输⼊失调电压不分正负，⽣产⼚家会以绝对值表⽰。
任何⼀个实际运放都可理解为正端内部串联了⼀个 VOS，然后进⼊⼀个理想运放，如图 2-1 所⽰。
如左图，正端引⼊⼀个-VOS，则输出为 0，符合标准定义。
如右图，跟随器正端接地，实际输出即为 VOS，也符合标准定义。
其实就是运放两个输⼊端都接地时，本来输⼊端输⼊电压理论上应该为零，输出也应该为零，但却有输出电压，这说明输⼊端即使接地还是有输⼊电压的，也就是运放⾃⾝的输⼊偏置电压Vos，可以通过在输⼊端外接⼀个电压相反的直流电源来抵消Vos，使输⼊端电压真正为零，这就是调零。
后果：当⼀个放⼤器被设计成 AF倍闭环电压增益（同相输⼊放⼤增益，也称噪声增益）时，如果放⼤器的失调电压为 VOS，则放⼤电路 0 输⼊时，输出存在⼀个等于 AF*VOS的直流电平，此输出被称为输出失调电压。
闭环增益越⼤，则输出失调电压也越⼤。
对策：如果被测信号包含直流量且你关⼼这个直流量，就必须选择 VOS远⼩于被测直流量的放⼤器，或者通过运放的调零措施消除这个影响。
如果你仅关⼼被测信号中的交变成分，你可以在输⼊端和输出端增加交流耦合电路，将其消除。
运算放大器参数
运算放大器参数运算放大器是一种重要的电子元件，它在电路中起到了放大信号的作用。
运算放大器的参数对于电路的设计和性能有着至关重要的影响。
本文将从运算放大器的参数入手，探讨其对电路的影响。
我们来看看运算放大器的增益。
增益是指输出信号与输入信号之比，它是运算放大器最基本的参数之一。
增益越大，输出信号就越强，但同时也会增加噪声和失真。
因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的增益。
运算放大器的输入阻抗也是一个重要的参数。
输入阻抗越大，输入信号就越容易被放大器接收，但同时也会增加噪声和失真。
因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的输入阻抗。
运算放大器的输出阻抗也是一个重要的参数。
输出阻抗越小，输出信号就越容易被外部电路接收，但同时也会增加功耗和失真。
因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的输出阻抗。
运算放大器的带宽也是一个重要的参数。
带宽是指放大器能够放大的频率范围，它决定了放大器能够处理的信号的频率范围。
带宽越大，放大器就能够处理更高频率的信号，但同时也会增加功耗和失真。
因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的带宽。
运算放大器的偏置电压也是一个重要的参数。
偏置电压是指放大器的输入端电压与输出端电压之差，它决定了放大器的工作状态。
偏置电压越小，放大器就能够更精确地放大信号，但同时也会增加噪声和失真。
因此，在设计电路时需要根据实际需要选择适当的偏置电压。
运算放大器的参数对于电路的设计和性能有着至关重要的影响。
在设计电路时，需要根据实际需要选择适当的参数，以达到最佳的性能和效果。
运算放大器的保护环设计
关于运放保护环在弱信号放大的情况下，尤其是对弱电流放大的情况下，有可能需要在运放的输入端加一个保护环（guard ring，或称屏蔽环)，目的是抑制漏电流对运放输入端造成影响。
先说漏电流的形成。
所谓漏电流，也是电流，它的形成也不外乎电压和电阻，这里的电压是比较复杂，包括运放供电的电压，也包括信号的电压和外界干扰的电压。
这里的电阻是漏电阻，是指两个网络节点在理想情况下应该是无穷大的实际电阻，漏电阻可能在几百兆或上百G欧姆范围。
影响漏电阻的因素有PCB的材料、劣质的PCB走线层及PCB的污染，PCB 的污染包括电路板表层的油污、空气潮湿、助焊剂和电路板清洗剂等，这些物质的存在会形成漏电流路径。
比如说，5V的供电电源处于输入引脚处之间的电压是5V，由于电路板污染的存在，它们之间的漏电阻为100G欧，那么形成的漏电阻就是50pA，这个数值可能比高精度运放的偏置电流大几十倍，这就是为什么要抑制漏电流的原因。
对于直流来说，影响可能还能校正过来，但外界的干扰或被测信号的影响来说，那可能是致命的，无法校正的。
漏电流的抑制方法。
这个方法就是加保护环，保护环的添加有几个注意点及其原因：一是保护环与被保护对象的电位要相等或接近，目的是减小压差，在保护环内电位基本相等，从而减小漏电流，这是针对环内来说的。
二是保护环要接到尽量低的阻抗点上，即被低阻抗的源所驱动。
这一点是针对环外来说的，如果外界对保护环有漏电流，那么电流通过低阻抗源可以更容易导走，而不至于过多地影响环的电位。
如下图所示，它是AD公司推荐的两种接法，前者是反相放大形式的接法，由于同相端接地，它的阻抗是0，所以保护环绕反相端保护，而接到同相端；后者是同相放大形式的接法，同相端的阻抗是很大的，所以相比之下，把保护环保护同相端而接到反相端更好。
后面的图是保护环的画法。
下面的图是LT公司的接法，我觉得用这种跨电阻的方式来留出保护环空间的方法挺不错的，但还没想到充分的理由。
运算放大器5532缓冲电路正相与反相输入的优缺点分析
运算放大器5532缓冲电路正相与反相输入的优缺点分析一、NE5532中文资料介绍NE5532/SE5532/SA5532/NE5532A/SE5532A/SA5532A 是一种双运放高性能低噪声运算放大器。
相比较大多数标准运算放大器，如 1458，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。
这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。
如果噪音非常最重要的，因此建议使用5532A版，因为它能保证噪声电压指标。
特点介绍：．小信号带宽：10MHZ．输出驱动能力：600Ω，10V 有效值．输入噪声电压：5nV/√Hz（典型值）．直流电压增益：50000．交流电压增益：2200-10KHZ．功率带宽：140KHZ．转换速率：9V/μs．大的电源电压范围：± 3V-±20V ．单位增益补偿管脚图：ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS绝对最大额定值：DC ELECTRICAL CHARACTERISTICS 直流电气特性：AC ELECTRICAL CHARACTERISTICS 交流电气特性：ELECTRICAL CHARACTERISTICS 电气特性：二、正相与反相输入的优缺点我们选看正相放大和反相放大的区别：1.正相放大器输入阻抗非常高，反相放大器输入阻抗等于输入电阻，所以输入阻抗比正相小很多。
2.反相放大两个输入电位始终近似为零，只有差模信号，抗干扰能力强；正相放大器两个输入端除了差模信号外，还有较大的共模电压，而放大器要抑制共模电压就必须有较高的共模抑制比。
3.正相放大输出信号与输入信号相位相同，反相放大相位相反。
由此可见1.正相放大器的输入电阻取值大小不影响输入阻抗，而反相放大器输入电阻约等于输入阻抗。
2.当要求输入阻抗很高的时候就应选择正相放大器了。
3.如果要求输入阻抗不高时，此时可以选择正相也可以选择反相，在不考虑相位时，首选反向放大，因为反向放大只存在差模信号。
放大器输入保护的利与弊
高速运算放 大器的输入保护可 以有 有 ± ３ Ｖ输 出电压范 围的脉 冲发生 器相 立的二极管 呢？输入保护的一个 缺点是 多种形式 ，其 中共模 过压保护 、静 电放 连 。为 了便 于讨论 ，假设脉 冲发生 器的 二极管 限制 了输入 电压 ，因此给转换速 电（ Ｓ 保护 、输入 差分对保 护是一些 上升时 间与下降时 间都比放大 器的传播 率 带来不利影 响 。高速 工作时不希望这 Ｅ Ｄ） ３ 常见的保护 。共模过压保 护主要限制输 延迟 小得多 。当脉 冲发生器从 一 Ｖ转换 种 特性存在 。 Ｖ 入电压 ，使之 符合放大器 的安 全工作 电 为 ＋３ 时 ，放 大 器输 入非 常 迅速 地改 压 范围 。静 电放 电保护二极管 则使放大 变 ，而输 出变 化则不这 么迅速 ，在 晶体
． Ｖ。 本文 讨论输入保护需 求 、实现 及其 潜在 出反应 。这 就意味着 差分对基 射结 可能 使 阈值 降低为 ２ １ 对于速度非 常低的 的缺点 ，本文还给 出利 用具有输入 保护 受到具 有潜在危 害的反 向偏 置过压条件 过程 ，反 向击穿电压将足够 高 ，从而可 功能放 大器的替代方 案与 电路方案 。
作 为 电 压 跟 随 器 配 置 时 ，放 大 器 最 此 为 了提高 阈值电压 ，可 以增加更 多的
实 非理想 的 ） 串联二极管 。例如 ，如果某个 过程的击 保 护 对用 户是 透 明的 。但 在 某 些应 用 容 易受 到输 入级 损害。 际 （ 中 ，这种 保护 可能是 电路 的致命 弱点 。 放大 器输 出不能对输入端 的变化瞬 间做 穿 电压是 ４ 利用 ３ 串联 二极 管可能 Ｖ， 个
运算放大器常见参数解析
运放常见参数总结1.输入阻抗和输出阻抗（Input Impedance And Output Impedance）一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动，也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。
因此，我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来，对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源，则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）的内阻了。
当这个电压源给负载供电时，就会有电流I从这个负载上流过，并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”一问）。
同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大，但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源，总是有内阻的（请参看输出阻抗一问），我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
运算放大器的输入级
运算放大器的输入级问：运算放大器为什么有这么多不同的型号？答：因为存在着许多在不同应用中有重要意义的参数，而且由于所有这些参数不能同时加以优化的缘故。
可以针对速度、噪声（电压、电流或二者）、输入失调电压及漂移、偏置电流及漂移、共模范围等来选择运算放大器，其它因素可能包括功率（输出、损耗或电源）、环境温度范围以及封装。
不同的电路结构设计和制造工艺可以优化不同的性能参数。
问：在一些运算放大器的设计中存在任何共同的要素吗？答：是的。
大多数传统（电压输入）的运算放大器都是三级器件，包括一级带有差动输入和差动输出的输入级—具有很好的共模抑制特性；后面是有很高电压增益以及（一般地）一个单极点频率响应的差动输入、单端输出的输出级；最后是一级通常为单位电压增益的输出级。
问：那么差别在什么地方？答：在这个基本设计上存在很多可能的变化，最基本的一点就是输入级的结构，这一级几乎总是一个差动放大器，也就是说，像下图中那样连接的一对放大器件。
但是器件的选择对运算放大器的输入参数有着深远的影响。
单片运算放大器具有用双极或场效应晶体管组合成的输入级。
用双极晶体管组合成的差动放大器如下图所示。
其显著特点是它的低噪声，以及通过适当的修正而有很低的电压失调。
此外，如果修正上述这一级以使失调电压为最小，那么它将固有最小的失调漂移。
其主要缺点是由晶体管的射极和基极电流的比例造成的；如果为了使这一级有适当的带宽而使射极电流足够大，则基极电流—从而偏置电流将相对较大（在通用运算放大器中为50～1000nA，在高速运算放大器中高达10μA）。
反相和同相输入端的偏置电流是单向的，并且匹配良好（它们的差被称为失调电流），它们随着温度的升高略有降低。
在很多应用中，对于那些偏置电流绝对值很大的情形，可以利用精确地匹配来补偿。
下面表示的是一个基极补偿电路，其中同相输入端中的偏置电流流入RC（称为偏置补偿电阻）；它补偿由于反相输入端的偏置电流流过R2而产生的电压降。
集成运算放大器的特点和保护
集成运算放大器的特点和保护
集成运算放大器是一种常见的电子器件，它被广泛应用于工业控制、仪器仪表和电子设备中。
相较于传统的电路，它具有输入阻抗高、输出阻抗低、增益大、频响宽、失调电压小等特点，因此在信号调理、滤波、放大、比较、求和、积分、微分等方面都可以发挥出良好的效果。
集成运算放大器的保护主要有以下几种方式：
1.过压保护
过压保护指的是当运放的工作电压超过其承受范围时，会采取自
动保护措施，一般是通过将运放的输出电压限幅，使其输出保持在一
定的范围内。
这种保护方式通常采用硅质限流二极管或气体放电管等
元件来实现。
2.过流保护
过流保护是指当运放输出电流超过其额定范围时，会采取措施限制输出电流，从而保护运放不被损坏。
通常采用电流限制器或保险丝等来实现。
3.过热保护
运放在工作时会产生一定的热量，如果长时间过载或温度过高，运放可能会过热而导致损坏。
因此，过热保护电路被广泛应用于运放中。
一般采用热敏电阻、温度传感器等元件来检测运放芯片温度，并通过反馈电路来限制输出电流或降低增益，以保护运放工作正常。
4.静电保护
静电保护是指在运放接口电路中，通过采取静电保护元件来抵抗外部静电干扰，保护运放内部器件不受到静电击穿而损坏。
通常采用反平行二极管或静电放电管等方法来实现。
总之，集成运算放大器虽然采用了一些保护措施，但在实际应用中，仍然需要根据具体情况来选择适当的保护方式，并注意运放的使用条件和工作环境，避免运放在工作时受到损坏。
运算放大器输入端的电容
运算放大器输入端的电容摘要：1.运算放大器的基本概念和作用2.运算放大器输入端的电容的作用和重要性3.运算放大器输入端电容的类型和选择4.运算放大器输入端电容对电路性能的影响5.运算放大器输入端电容的安装和调试正文：运算放大器是一种模拟电路，用于放大和调整电压信号。
在电路设计中，运算放大器被广泛应用于信号处理、滤波和放大等应用中。
在运算放大器的输入端，通常需要连接一个电容，这个电容被称为输入端电容。
输入端电容对于运算放大器的性能和稳定性有着重要的影响。
运算放大器输入端的电容主要有两种类型：交流电容和直流电容。
交流电容主要用于通交流信号，能够有效地阻止直流信号通过。
直流电容则用于存储电荷，提供运算放大器所需的电流。
在实际应用中，通常需要根据电路的需求来选择合适的电容。
运算放大器输入端电容的选择要根据电路的工作频率、输入信号的幅度和电容的容值等因素来考虑。
在选择电容时，要尽量选择电容的容值与电路的需求相匹配，以保证电路的性能和稳定性。
运算放大器输入端电容对电路性能的影响主要表现在以下几个方面：首先，电容的容值会影响电路的通流能力。
如果电容的容值过大，会导致电路的通流能力降低，影响电路的工作效率。
反之，如果电容的容值过小，会导致电路的通流能力增强，可能损坏运算放大器。
其次，电容的容值还会影响电路的滤波效果。
如果电容的容值过大，会导致电路的滤波效果变差，可能出现波形失真等问题。
反之，如果电容的容值过小，会导致电路的滤波效果增强，可能影响电路的响应速度。
最后，电容的安装和调试对于电路的性能和稳定性也有重要的影响。
在安装电容时，要注意电容的引脚连接和电容的安装位置。
在调试电路时，可以通过改变电容的容值来调整电路的性能，以达到最佳的工作状态。
总的来说，运算放大器输入端的电容对于电路的性能和稳定性有着重要的影响。
在选择电容时，要根据电路的需求来选择合适的电容，以保证电路的性能和稳定性。
电路中的运算放大器有哪些特性
电路中的运算放大器有哪些特性电路中的运算放大器在电子领域中扮演着十分重要的角色。
它是一种用于放大模拟信号的器件，具有许多独特的特性。
本文将详细介绍电路中的运算放大器的特性。
一、增益特性运算放大器的主要功能是放大输入信号，所以其增益特性非常重要。
一般来说，运算放大器的增益非常大，在几千到几百万倍之间。
这种高增益可以有效地放大微弱的输入信号，以提供足够大的输出信号。
二、输入电阻和输出电阻运算放大器的输入电阻非常大，可以达到数十兆欧姆。
这样的高输入电阻意味着运算放大器对外部电路的负载影响非常小，保持了电路的稳定性。
此外，运算放大器的输出电阻非常小，可以达到数十欧姆。
这种低输出电阻使得运算放大器能够驱动较大的负载，同时保持较低的输出电压失真。
三、输入偏置电流和输入偏置电压运算放大器的输入偏置电流非常小，一般在纳安级别。
这种小的输入偏置电流可以保持输入信号的准确性，降低对外部电路的影响。
此外，输入偏置电压也非常小，一般在微伏级别。
小的输入偏置电压可以减少输出信号的失真，并保持电路的精确性和可靠性。
四、频率响应特性运算放大器的频率响应特性是其另一个重要特点。
通常，运算放大器的增益随着频率的增加而降低，这是由于内部电容和频率补偿电路的存在导致的。
然而，一些特殊设计的运算放大器可以实现更宽的频率范围，并且在更高频率下保持较好的增益稳定性。
五、共模抑制比运算放大器的共模抑制比是其抑制输入信号中共同模式信号的能力。
较大的共模抑制比意味着运算放大器能够更好地抵抗来自外部干扰源的共同模式干扰。
一般来说，高质量的运算放大器具有较高的共模抑制比，提供更准确的放大结果。
六、温漂特性运算放大器的温漂特性是指其放大性能随着温度的变化而变化的程度。
高品质的运算放大器通常具有低温漂，其放大性能几乎不受温度变化的影响。
这种稳定的性能可以确保在不同温度条件下获得一致的放大结果。
综上所述，电路中的运算放大器具有增益特性高、输入电阻和输出电阻合适、输入偏置电流和输入偏置电压较小、频率响应范围较宽、共模抑制比高以及较低的温漂特性等独特的特点。
运算放大器输出相位反转和输入过压保护分析
运算放大器输出相位反转和输入过压保护分析超过输入共模电压(CM)范围时，某些运算放大器会发生输出电压相位反转问题。
其原因通常是运算放大器的一个内部级不再具有足够的偏置电压而关闭，导致输出电压摆动到相反电源轨，直到输入重新回到共模范围内为止。
图1所示为电压跟随器的输出相位反转情况。
注意，输入可能仍然在电源电压轨内，只不过高于或低于规定的共模限值之一。
这通常发生在负范围，最常发生相位反转的是JFET和/或BiFET放大器，但某些双极性单电源放大器也有可能发生。
图1:电压跟随器的输出电压相位反转相位反转通常只是暂时现象，但如果运算放大器在伺服环路内，相位反转可能会引起灾难性后果。
运算放大器配置为单位增益电压跟随器时，最有可能发生相位反转。
在反相模式下，相位反转不是问题，因为两个输入均恒定不变，并且处于地电位(某些单电源应用中则处于中间电源电压)。
大多数现代运算放大器都会使用电路设计技术来防止相位反转。
如果运算放大器能够避免相位反转，其数据手册的"主要特性"部分一般会说明这一点，但"技术规格"部分不一定会说明。
对于"轨到轨"输入运算放大器，输入共模电压包括电源轨，因此，只要输入电压不超过电源轨，运算放大器就不应发生相位反转。
图2显示了AD8625(四通道)、AD8626(双通道)和AD8627(单通道)运算放大器系列的"主要特性"和绝对最大值规格。
这些放大器具有JFET输入，采用+5 V单电源供电时，输入共模电压范围为0 V至+3V(最大值)。
"无相位反转"特性意味着：在+3 V至+5 V的共模区间，输出不会发生相位反转。
图2:AD8625/AD8626/AD8627运算放大器的"主要特性"和绝对最大值规格某些运算放大器可能仅在输入超过电源轨时出现输出电压相位反转现象。
然而，这种情况违反了输入电压的绝对最大值要求，应当避免。
为什么放大器上的输入电阻越大越好？输出电阻越小越好？
为什么放⼤器上的输⼊电阻越⼤越好？输出电阻越⼩越好？放⼤器输⼊阻抗越⼤越好
1、因为输⼊阻抗越⼤，信号源的信号基本上能全部落到放⼤器上，不⾄于被信号源的内阻消耗掉。
2、所谓的输⼊电阻就是从放⼤电路的输⼊端看进去的等效电阻，但是不包括信号源的内阻。
当放⼤电路与信号源相接就成为信号源的负载了，它必从信号源索取电流，负载上电流的⼤⼩表明放⼤电路对信号源的影响程度。
因此输⼊电阻越⼤，就表明放⼤电路从信号源索取的电流越⼩，放⼤电路得到的输⼊电压越接近信号源电压，即信号源内阻上的电压就越⼩，信号电压损失越⼩（输⼊电阻越⼤，落到放⼤器上的电压就越⼤，越接近信号源上的电压）
放⼤器的输出电阻越⼩越好
1，所谓负载能⼒，就是做功能⼒。
做功的强弱⼀般是⽤电设备在额定的电压下消耗电能来转化为机械能的多少，⽽⼀定电压下电能的多少就是从电流来表现的。
在⼀定电压下，输出电流越⼤，就是负载能⼒越强。
⽽需要输出电流越⼤，就需要输出电路中的电阻越⼩。
总⽽⾔之：
当输⼊电阻很⼤时，那么只要⼀个电流很⼩的信号就可以得到很⾼的电压，从⽽放⼤。
因为输⼊端得到的电流很⼩，所以对于信号源来说，就降低了信号源的负担。
当输出电阻很⼩时，在输出电压不变的情况下，可以得到很⼤的电流，很⼤的电流可以很容易的去推动负载⼯作。
运算放大器输入端接限幅二极管
运算放大器输入端接限幅二极管
我们知道，在运算放大器中，输入端常常需要进行保护。
当输入信号超出运算放大器的工作范围时，会发生饱和或者输出失真的现象。
为了避免这种情况，可以在输入端接入限幅二极管。
限幅二极管是一种特殊的二极管，可以限制输入信号的幅值范围。
当输入信号超过限制范围时，二极管就会导通，从而限制输入信号的幅值，保护运算放大器不被损坏。
一般来说，限幅二极管的接法有两种：串联和并联。
串联式限幅二极管是将其直接连接在输入信号和运算放大器之间，这种接法可以限制输入信号的幅值，并且可以避免输入信号直接流入运算放大器引脚，从而保护运算放大器。
并联式限幅二极管是将其连接在运算放大器的反向输入端和地之间，这种接法可以限制反向输入端的电压，从而保护运算放大器。
总之，限幅二极管是一种非常实用的元件，可以保护运算放大器不受输入信号的影响。
在实际应用中，我们应该根据实际情况选择适当的限幅二极管接法，以保证电路的正常运行。
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运算放大器的保护 放大器输入保护的利与弊
目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。
在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路,例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。
集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。
3.2.1 集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。
例A741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般r id＞（109~1012）,I IB为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级,不仅输入阻抗高, 输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF34 7（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、 AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
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目前广泛应用的电压型集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。
在该集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络,可实现不同用途的电路,例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。
集成运算放大器的种类非常多,可适用于不同的场合。
3.2.1 集成运算放大器的分类按照集成运算放大器的参数来分,集成运算放大器可分为如下几类。
1．通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。
例μA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2．高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般r id＞（109~101 2）Ω,I IB为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET作输入级,不仅输入阻抗高, 输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3．低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
低温漂型运算放大器就是为此而设计的。
目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、 AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4．高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率S R一定要高,单位增益带宽BWG一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。
高速型运算放大器主要特点是具有高的转换速率和宽的频率响应。
常见的运放有LM318、μA715等,其S R=5 0~70V/μs,BW G＞20MHz。
5．低功耗型运算放大器由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。
常用的运算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作电压为±2V~±18V,消耗电流为50~250μA。
目前有的产品功耗已达微瓦级,例如ICL7600的供电电源为1.5V,功耗为10μW,可采用单节电池供电。
6．高压大功率型运算放大器运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。
在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,输出电流仅几十毫安。
若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。
高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。
例如D 41集成运放的电源电压可达±150V,μA791集成运放的输出电流可达1A。
3.2.2 正确选择集成运算放大器集成运算放大器是模拟集成电路中应用最广泛的一种器件。
在由运算放大器组成的各种系统中,由于应用要求不一样,对运算放大器的性能要求也不一样。
在没有特殊要求的场合,尽量选用通用型集成运放,这样即可降低成本,又容易保证货源。
当一个系统中使用多个运放时,尽可能选用多运放集成电路,例如LM324、LF347等都是将四个运放封装在一起的集成电路。
评价集成运放性能的优劣,应看其综合性能。
一般用优值系数K来衡量集成运放的优良程度,其定义为：式中,SR为转换率,单位为V/ s,其值越大,表明运放的交流特性越好;I ib为运放的输入偏置电流,单位是nA;VOS为输入失调电压,单位是mV。
I ib和V OS值越小,表明运放的直流特性越好。
所以,对于放大音频、视频等交流信号的电路,选SR（转换速率）大的运放比较合适;对于处理微弱的直流信号的电路,选用精度比较的高的运放比较合适（既失调电流、失调电压及温飘均比较小）。
实际选择集成运放时,除优值系数要考虑之外,还应考虑其他因素。
例如信号源的性质,是电压源还是电流源;负载的性质,集成运放输出电压和电流的是否满足要求;环境条件,集成运放允许工作范围、工作电压范围、功耗与体积等因素是否满足要求。
3.2.3 集成运算放大器的使用要点1．集成运放的电源供给方式集成运放有两个电源接线端+VCC和-VEE,但有不同的电源供给方式。
对于不同的电源供给方式,对输入信号的要求是不同的。
（1）对称双电源供电方式运算放大器多采用这种方式供电。
相对于公共端（地）的正电源（+E）与负电源（-E）分别接于运放的+VCC和-VEE管脚上。
在这种方式下,可把信号源直接接到运放的输入脚上,而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
（2）单电源供电方式单电源供电是将运放的-VEE管脚连接到地上。
此时为了保证运放内部单元电路具有合适的静态工作点,在运放输入端一定要加入一直流电位,如图3.2.1所示。
此时运放的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。
对于图3.2.1交流放大器,静态时,运算放大器的输出电压近似为V CC/2,为了隔离掉输出中的直流成分接入电容C3。
图3.2.1 运算放大器单电源供电电路2．集成运放的调零问题由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响,当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时,输出往往不等于零。
为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿,这就是运算放大器的调零。
常用的调零方法有内部调零和外部调零,而对于没有内部调零端子的集成运放,要采用外部调零方法。
下面以 A741为例,图3.2.2给出了常用调零电路。
图3.2.2(a)所示的是内部调零电路;图（b）是外部调零电路。
3．集成运放的自激振荡问题运算放大器是一个高放大倍数的多级放大器,在接成深度负反馈条件下,很容易产生自激振荡。
为使放大器能稳定的工作,就需外加一定的频率补偿网络,以消除自激振荡。
图3.2.3是相位补偿的使用电路。
图3.2.2 运算放大器的常用调零电路图3.2.3 运算放大器的自激消除另外,防止通过电源内阻造成低频振荡或高频振荡的措施是在集成运放的正、负供电电源的输入端对地一定要分别加入一电解电容（10μF）和一高频滤波电容（0.01μF~0.1μF）。
如图3.2.3所示。
4．集成运放的保护问题集成运放的安全保护有三个方面：电源保护、输入保护和输出保护。
（1）电源保护。
电源的常见故障是电源极性接反和电压跳变。
电源反接保护和电源电压突变保护电路见图 3.2.4（a）、(b)所示。
对于性能较差的电源,在电源接通和断开瞬间,往往出现电压过冲。
图(b)中采用FET电流源和稳压管钳位保护,稳压管的稳压值大于集成运放的正常工作电压而小于集成运放的最大允许工作电压。
FET管的电流应大于集成运放的正常工作电流。
（2）输入保护。
集成运放的输入差模电压过高或者输入共模电压过高（超出该集成运放的极限参数范围）,集成运放也会损坏。
图3.2.5 所示是典型的输入保护电路。
图3.2.4 集成运放电源保护电路图3.2.5 集成运放输入保护电路（3）输出保护。
当集成运放过载或输出端短路时,若没有保护电路,该运放就会损坏。
但有些集成运放内部设置了限流保护或短路保护,使用这些器件就不需再加输出保护。
对于内部没有限流或短路保护的集成运放,可以采用图3.2.6所示的输出保护电路。
在图3.2.6电路中,当输出保护时,由电阻R起限流保护作用。
β图3.2.6 集成运放输出保护电路放大器输入保护的利与弊当今的许多高速运算放大器都具有片上输入保护。
在大多数情况下，这种保护对用户是透明的。
但在某些应用中，这种保护可能是电路的致命弱点。
本文讨论输入保护需求、实现及其潜在的缺点，本文还给出利用具有输入保护功能放大器的替代方案与电路方案。
高速运算放大器的输入保护可以有多种形式，其中共模过压保护、静电放电(E SD)保护、输入差分对保护是一些常见的保护。
共模过压保护主要限制输入电压，使之符合放大器的安全工作电压范围。
静电放电保护二极管则使放大器避免静电、静电感应以及其他静电放电事件的影响。
这些片上二极管都与放大器输入、输出以及电源轨相连。
这就起到保护放大器的作用，因为静电放电电流流经电源与旁路电容器，而不是通过敏感的有源电路。
运算放大器输入电压的突然变化可以使输出差分对的偏置反向,导致延迟，增加输入偏置电流，并增加偏移电压。
通过限制基射结电压，可以保护差分输入级免受损害。
在某些较高速的硅工艺中，基极-发射极击穿电压(BVEBO)可以低至2～3V。
击穿电压与过程速度（process speed）成反比，过程越短，击穿电压越低。
为了可靠运行，必须避免差分对基射结偏置的反向。
作为电压跟随器配置时，放大器最容易受到输入级损害。
实际（非理想的）放大器输出不能对输入端的变化瞬间做出反应。
这就意味着差分对基射结可能受到具有潜在危害的反向偏置过压条件的影响，原理见图1。
放大器的输入与具有±3V输出电压范围的脉冲发生器相连。
为了便于讨论，假设脉冲发生器的上升时间与下降时间都比放大器的传播延迟小得多。
当脉冲发生器从-3V转换为+ 3V时，放大器输入非常迅速地改变，而输出变化则不这么迅速，在晶体管Q2产生5.3V反向偏置。
由于晶体管额定击穿电压为2～3V，因此需要输入保护。
图1 放大器输入电压的迅速转换这个保护非常简单，只要在放大器输入端增加一对背对背二极管（D1与D2）即可（见图2）。
由于有了二极管D1与D2，Q1与Q2的电压摆动就局限在 ±0.8V，远低于基极-发射极击穿电压。
过程速度越低，击穿电压越高，因此为了提高阈值电压，可以增加更多的串联二极管。
例如，如果某个过程的击穿电压是4V，利用3个串联二极管可能使阈值降低为2.1V。
对于速度非常低的过程，反向击穿电压将足够高，从而可以省却输入保护。
为什么不使用一串独立的二极管呢？输入保护的一个缺点是二极管限制了输入电压，因此给转换速率带来不利影响。
高速工作时不希望这种特性存在。
图2 背对背二级管通过限制电压摆动而保护晶体管Q2在大多数情况下，输入保护利大于弊。
不过，在极少数情况下，输入保护可能带来不希望见到的结果。
例如，考虑一个断电但有信号输入的放大器。
信号振幅在数百毫伏以内时不会出现问题，但是如果信号振幅大于400mV，就可能遇到问题。
由于输入信号较大，输入保护二极管(D1与D2)将成为正向偏压。
输入和输出之间通过到负载的反馈电阻器形成信号路径，如图3所示。
信号大小取决于输入信号的振幅与频率。
图3 运算放大器中的输入保护二极管可能将输入信号耦合到输出端利用增益为+1的AD8021可以说明这一原理。