运放外部端口指标介绍
运算放大器15个常见指标介绍
运算放大器15个常见指标介绍在运放开环使用时，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。
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。
对策：1 选择 VOS远小于被测直流量的放大器，2 过运放的调零措施消除这个影响3 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。
如果 IB1=IB2，那么选择 R1=R2//RF，可以使电流形成的失调电压会消失。
但实际中IB1=IB2很难满足失调电压漂移（Offset Voltage Drift）定义：当温度变化（µV/°C）、时间持续（µV/MO）、供电电压（µV/V）等自变量变化时，输入失调电压会发生变化。
后果：很严重。
因为它不能被调零端调零，即便调零完成，它还会带来新的失调。
对策：第一，就是选择高稳定性，也就是上述漂移系数较小的运放。
第二，有些运放具有自归零技术，它能不断地测量失调并在处理信号过程中把当前失调电压减掉。
输入偏置电流（Input bias current， IB）定义：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的平均值。
Ib=（Ib1+Ib2）/2优劣范围：60fA~100µA。
后果：第一，当用放大器接成跨阻放大测量外部微小电流时，过大的输入偏置电流会分掉被测电流，使测量失准。
第二，当放大器输入端通过一个电阻接地时，这个电流将在电阻上产生不期望的输入电压。
对策：为避免输入偏置电流对放大电路的影响，最主要的措施是选择 IB较小的放大器。
输入失调电流（Input offset current， IOS）定义：当输出维持在规定的电平时，两个输入端流进电流的差值。
优劣范围：20fA~100µA。
Ib=Ib1-Ib2后果：失调电流的存在，说明两个输入端客观存在的电流有差异，无法用外部电阻实现匹配抵消偏置电流的影响。
运算放大器常用术语和规格参数
运算放大器常用术语和规格参数.分类:硬件设计2012-04-08 20:29 24人阅读评论(0) 收藏举报1) 输入失调电压(VOS):即输入Offset Voltage,该参数表示使输出电压为零时需要在输入端作用的电压差。
即定义为集成运放输出端电压为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系,其中双极型工艺的输入失调电压在±1~10mV之间;采用场效应管做输入级的,输入失调电压会更大一些;对于精密运放,输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
2) 输入失调电压温漂(TCVOS):该参数指温度变化引起的输入失调电压的变化,通常以μV/℃为单位表示。
3) 输入失调电流(IOS):即Input Offset Current,输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电流的差值。
输入失调电流同样反映了运放内部的电路对称性,对称性越好,输入失调电流越小。
输入失调电流是运放的一个十分重要的指标,特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电流大约是输入偏置电流的百分之一到十分之一。
输入失调电流对于小信号精密放大或是直流放大有重要影响,特别是运放外部采用较大的电阻(例如10k或更大时),输入失调电流对精度的影响可能超过输入失调电压对精度的影响。
输入失调电流越小,直流放大时中间零点偏移越小,越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
4) 输入失调电流温漂(TCIOS):该参数代表输入失调电流在温度变化时产生的变化量。
TCIOS通常以pA/℃为单位表示。
5) 输入偏置电流(IB):即Input bias current,该参数指运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流,也定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端的偏置电流平均值。
运算放大器参数说明及选型指南
运算放大器参数说明及选型指南一、运放的参数说明：1.增益：运算放大器的增益是指输出信号与输入信号之间的比值，通常用V/V表示。
增益可以是固定的，也可以是可调的。
增益决定了输出信号相对于输入信号的放大程度。
2.带宽：运算放大器的带宽是指在其增益达到-3dB时的频率范围。
带宽决定了运放的工作频率范围，对于高频应用，需要选择具有宽带宽的运放。
3.输入偏置电压：输入偏置电压是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电压。
输入偏置电压可能会引入偏置误差，对于精密测量电路，需要选择输入偏置电压尽可能小的运放。
4.输入偏置电流：输入偏置电流是指在无输入信号时，运放输入端的直流偏置电流。
输入偏置电流可能会引起输入端的电平漂移，对于高精度应用，需要选择输入偏置电流尽可能小的运放。
5.输入偏置电流温漂：输入偏置电流温漂是指输入偏置电流随温度变化的比例。
输入偏置电流温漂可能会导致运放的工作点发生变化，对于温度变化较大的应用，需要选择输入偏置电流温漂较小的运放。
6.输入噪声：输入噪声是指在无输入信号时，运放输入端产生的噪声。
输入噪声可能会影响信号的纯净度，对于低噪声应用，需要选择输入噪声较低的运放。
7.输出电流：输出电流是指运放输出端提供的最大电流。
输出电流决定了运放的输出能力，在驱动负载电流较大的应用中，需要选择输出电流较大的运放。
8.输出电压：输出电压是指运放输出端能够提供的最大电压。
输出电压决定了运放的输出范围，在需要大幅度信号放大的应用中，需要选择输出电压较大的运放。
二、选型指南：1.确定应用需求：根据实际应用需求确定所需的放大倍数、带宽、输入/输出电压等参数。
例如，对于音频放大器，需要考虑音频频率范围、输出功率等因素。
2.选择性能指标：根据应用需求选择合适的性能指标。
不同应用对各个参数的要求可能会有所差异，需根据实际情况进行权衡与选择。
3.查询产品手册：查询供应商的产品手册或网站，获取相关产品的详细参数信息。
产品手册通常会提供各项参数的典型值和极限值，可以用于评估是否满足需求。
运算放大器参数详解
运算放⼤器参数详解运算放⼤器参数详解技术2010-12-19 22:05:36 阅读80 评论0 字号：⼤中⼩订阅运算放⼤器（常简称为“运放”）是具有很⾼放⼤倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈⽹络共同组成某种功能模块。
由于早期应⽤于模拟计算机中，⽤以实现数学运算，故得名“运算放⼤器”，此名称⼀直延续⾄今。
运放是⼀个从功能的⾓度命名的电路单元，可以由分⽴的器件实现，也可以实现在半导体芯⽚当中。
随着半导体技术的发展，如今绝⼤部分的运放是以单⽚的形式存在。
现今运放的种类繁多，⼴泛应⽤于⼏乎所有的⾏业当中。
历史直流放⼤电路在⼯业技术领域中，特别是在⼀些测量仪器和⾃动化控制系统中应⽤⾮常⼴泛。
如在⼀些⾃动控制系统中，⾸先要把被控制的⾮电量（如温度、转速、压⼒、流量、照度等）⽤传感器转换为电信号，再与给定量⽐较，得到⼀个微弱的偏差信号。
因为这个微弱的偏差信号的幅度和功率均不⾜以推动显⽰或者执⾏机构，所以需要把这个偏差信号放⼤到需要的程度，再去推动执⾏机构或送到仪表中去显⽰，从⽽达到⾃动控制和测量的⽬的。
因为被放⼤的信号多数变化⽐较缓慢的直流信号，分析交流信号放⼤的放⼤器由于存在电容器这样的元件，不能有效地耦合这样的信号，所以也就不能实现对这样信号的放⼤。
能够有效地放⼤缓慢变化的直流信号的最常⽤的器件是运算放⼤器。
运算放⼤器最早被发明作为模拟信号的运算（实现加减乘除⽐例微分积分等）单元，是模拟电⼦计算机的基本组成部件，由真空电⼦管组成。
⽬前所⽤的运算放⼤器，是把多个晶体管组成的直接耦合的具有⾼放⼤倍数的电路，集成在⼀块微⼩的硅⽚上。
第⼀块集成运放电路是美国仙童（fairchild）公司发明的µA741，在60年代后期⼴泛流⾏。
直到今天µA741仍然是各⼤学电⼦⼯程系中讲解运放原理的典型教材。
原理运放如上图有两个输⼊端a,b和⼀个输出端o.也称为倒向输⼊端(反相输⼊端),⾮倒向输⼊端(同相输⼊端)和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际⽅向从a 端指向公共端时,输出电压U实际⽅向则⾃公共端指向o端,即两者的⽅向正好相反.当输⼊电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际⽅向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别⽤"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考⽅向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或⽤箭头表⽰.反转放⼤器和⾮反转放⼤器如下图：⼀般可将运放简单地视为：具有⼀个信号输出端⼝（Out）和同相、反相两个⾼阻抗输⼊端的⾼增益直接耦合电压放⼤单元，因此可采⽤运放制作同相、反相及差分放⼤器。
集成运放的主要技术指标-完整版课件
十二、 单位增益带宽 BWG
Aod 降至 0 dB 时的频率，此时开环差模电压放大倍 数等于 1 。
十三、 转换速率 SR
额定负载条件下，输入一个大幅度的阶跃信号时， 输出电压的最大变化率。单位为 V / s 。
在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集 成运放的 SR 值。
其他技术指标还有：最大输出电压、静态功耗及输 出电阻等。
定义：
K CMR
20 l g
Aod Aoc
多数集成运放在 80 dB 以上，高质量的可达 160 dB。
九、最大共模输入电压 UIcm
输入端所能承受的最大共模电压。
十、最大差模输入电压 UIdm
反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。
十一、 - 3 dB带宽 fH
表示 Aod 下降 3 dB 时的频率。一般集成运放 fH 只有 几赫至几千赫。
一般运放：UIO 为 1 ~ 10 mV； 高质量运放：UIO 为 1 mV 以下。
三、输入失调电压温漂 UIO
定义：
UIO
dUIO dT
一般运放为 每度 10 ~ 20 V；
高质量运放低于每度 0.5 V 以下；
四、输入失调电流 IIO
定义： 当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流 之差，即
一般运放为 几十 ~ 一百纳安；高质量的低于 1 nA。
五、输入失调电流温漂 IIO
定义：
IIO
dIIO dT
一般运放为 每度几纳安；高质量的每度几十皮安。
六、输入偏置电流 IIB
定义： 输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的
平均值。
IIB
1 2
(
I
B1
IB2 )
运算放大器的主要参数
02
输出参数
输出阻抗
总结词
输出阻抗是运算放大器的一个重要参数，它决定了放大器输出信号的损失程度。
详细描述
输出阻抗定义为运算放大器输出端的电阻抗，它反映了放大器对输出信号的阻碍作用。输出阻抗越大 ，信号在输出端的损失越大，信号保真度越低。因此，在选择运算放大器时，应尽量选择具有较低输 出阻抗的型号，以减小信号损失。
03
直流参数
直流增益
总结词
直流增益是运算放大器的重要参数，表示放大器对直流信号的放大能力。
详细描述
直流增益是指在直流条件下，输出电压与输入电压的比值，通常用分贝或倍数表 示。它是衡量运算放大器放大能力的重要指标，一般要求具有较高的增益值。
输入失调电压
总结词
输入失调电压是运算放大器的静态参数，表 示输入端在没有输入信号时，由于内部晶体 管的不对称性所产生的电压差。
详细描述
电源电流是衡量运算放大器功耗的重要参数，它反映了 运算放大器在正常工作状态下对电源的负载能力。较小 的电源电流意味着较低的功耗和发热，有助于提高运算 放大器的可靠性。在选择运算放大器时，应考虑其电源 电流与系统电源的负载能力相匹配。
功耗
总结词
功耗是运算放大器在工作过程中消耗的能量，通常以瓦特（W）为单位表示。
运算放大器的主要参数
目录
• 输入参数 • 输出参数 • 直流参数 • 交流参数 • 电源参数
01
输入参数
输入偏置电流
总结词
输入偏置电流是运算放大器在无输入信号时，输入端的直流 电流。
详细描述
输入偏置电流表示运算放大器在静态时，输入端的直流电流 大小。它反映了运算放大器输入级的直流状态。输入偏置电 流的大小会影响运算放大器的精度和线性度，因此在实际应 用中需要对其进行精确控制。
集成运放的主要性能指标
集成运放的主要性能指标在考察集成运放的主要性能时，常用下列参数来描述。
1、开环差模电压放大倍数Aod开环差模电压放大倍数Aod指的是运放在没有外接反馈时的差模电压放大倍数。
即，常用分贝数（dB）表示，其分贝数为20lg，通用型集成运放的Aod通常在105左右，即100dB左右。
一般F007的Aod94dB。
抱负条件下，可以认为Aod≈∞。
2、共模抑制比KCMR共模抑制比KCMR等于差模放大倍数与共模电压放大之比的肯定值，即，也常用ｄＢ表示，其数值为20lg KCMR。
KCMR值越大，集成运放抑制共模信号的力量越强。
F007的KCMR80dB。
抱负条件下，可以认为KCMR≈∞。
3、差模输入电阻rid集成运放的差模输入电阻rid是指集成运放在输入差模信号时的输入电阻。
rid值越大运放向信号源猎取的电流越小。
F007的rid2MΩ.抱负条件下,可以认为rid≈∞。
4、输入失调电压UIO抱负的集成运放在输入电压为零时，输出电压也应为零，但由于输入级电路参数的不行能肯定对称等缘由，实际的集成运放输入为零时的输出并不为零。
输入失调电压UIO的数值等于为使输出为零在输入端所要加的补偿电压，其数值是ui=0时，输出电压折合到输入端电压的负值，即。
UIO反映了输出失调的程度，因而UIO的值越小越好。
F007的UIO2mV。
抱负条件下，可以认为UIO≈0。
5、输入失调电流IIO输入失调电流IIO的值等于运放的输入级差动放大电路两个静态输入电流的差值，它反映了运放两个静态输入电流的不对称程度。
IIO 的存在会产生输出的失调，因而IIO的值越小越好。
抱负条件下，可以认为IIO≈0。
6、最大公模输入电压UICmax集成运放对共模输入信号有抑制作用，但当共模输入电压超过肯定极限数值时，运放将不能正常工作甚至损坏，共模输入电压的这一极限数值就是集成运放的最大共模输入电压UICmax。
除上述主要参数外，集成运放的参数还有输入偏置电流IIB、最大差模输入电压UIDmax等。
运放参数解释
运放参数解释及常用运放选型2014-08-10 20:01 7422人阅读评论(0) 收藏举报分类：电路设计（24）版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。
目录(?)[+]集成运放的参数较多，其中主要参数分为直流指标和交流指标，外加所有芯片都有极限参数。
本文以NE5532为例，分别对各指标作简单解释。
下面内容除了图片从NE5532数据手册上截取，其它内容都整理自网络。
极限参数主要用于确定运放电源供电的设计（提供多少V电压、最大电流不能超过多少），NE5532的极限参数如下：直流指标运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。
NE5532的直流指标如下：输入失调电压Vos：输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时，两个输入端之间所加的补偿电压。
输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性，对称性越好，输入失调电压越小。
输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。
输入失调电压与制造工艺有一定关系，其中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV 之间；采用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。
对于精密运放，输入失调电压一般在1mV以下。
输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越容易处理。
所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
∙输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）ΔVos/ΔT：∙输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。
这个参数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路由于温度变化造成的漂移大小。
一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
运放技术指标详解
集成运放的主要技术指标集成运放的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端，还有其他以连接电源电压等的引出端。
两个输入端中，一个与输出端为反相关系，另一个为同相关系，分别称为反相输入端和同相输入端。
运算放大器的符号如下图所示。
其中反相输入端和同相输入端分别用符号“－”和“＋”标明。
为了描述集成运放的性能，提出了许多项技术指标，现将常用的几项分别介绍如下：一、开环差模电压增益AodAod是指运放在无外加反馈情况下的直流差模增益，一般用对数表示，单位为分贝。
Aod是决定运放精度的重要因素，理想情况下希望Aod为无穷大。
实际集成运放一般Aod为100dB左右，高质量的集成运Aod可达140dB以上。
二、输入失调电压U10它的定义是，为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。
其数值表征了输入级差分对管UBE（或场效应管UGS）失配的程度，在一定程度上了反映温漂的大小。
一般运放的U10值为1～10mV，高质量的在1mV以下。
三、输入失调电压温漂ΑU10它表示失调电压在规定工作范围内的温度系数，是衡量运放漂的重要指标。
一般运放为每度10～20μV，高质量的低于每度0.5μV。
这个指标往往比失调电压更为重要，因为可以通过调整电阻的阻值人为地使失调电压等于零，便却无法将失调电压的温漂调至零，甚至不一定能使其降低。
四、输入失调电流I10输入失调电流的定义是当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即I10=|IB1-IB2|（4．4．3）用以描述差分对管输入电流的不对称情况，一般运放为几十至一百纳安，高质量的低于1nA。
五、输入失调电流温漂αI10它代表输入失调电流的湿度系数。
一般为每度几纳安，高质量的只有每度几十皮安。
六、输入偏置电流IIBIIB定义是当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值，这是衡量分对管输入电流绝对值大小的指标，它的值主要决定于集成运放输入级的静态集电极电流及输入级放大管的β值。
运算放大器的重要指标参数
运算放大器中几个重要指标参数
开环带宽：开环带宽定义为，将一个恒幅正弦小信号输入 到运放的输入端，从运放的输出端测得开环电压增益从运 放的直流增益下降3db（或是相当于运放的直流增益的 0.707）所对应的信号频率。这用于很小信号处理。
单位增益带宽GB：单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条 件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输 出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的 0.707）所对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要的指标， 对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频 率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频 率和信号需要的增益以后，可以计算出单位增益带宽，用以选择 合适的运放。这用于小信号处理中运放选型。
2
《非线性电子线路》
运算放大器中几个重要指标参数
建立时间：建立时间定义为，在额定的负载时，运放的闭 环增益为1倍条件下，将一个阶跃大信号输入到运放的输入 端，使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。由 于是阶跃大信号输入，输出信号达到给定值后会出现一定 抖动，这个抖动时间称为稳定时间。稳定时间+上升时间= 建立时间。对于不同的输出精度，稳定时间有较大差别， 精度越高，稳定时间越长。建立时间是一个很重要的指标， 用于大信号处理中运放选型。
1
《非线性电子线路》
运算放大器中几个重要指标参数
转换速率（也称为压摆率）SR：运放转换速率定义为，运放接成 闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端， 从运放的输出端测得运放的输出上升速率。由于在转换期间，运 放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就 是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很 重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的 转换速率SR>10V/μs。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。
运放指标
集成运算放大器内部电路
-----运放主要指标
<<西电丝路云课堂>>
---孙 肖 子
集成运算放大器的主要性能指标: ◆影响“精度”的指标
UIO为保证输入为零时输出也为零, 输入端所加的补偿电压 IIO=IB1-IB2
可证明：失调温漂大小与失调本身大小成正比
4. 输入偏置电流 IB（Input Bias Current）IB=(IB1+IB2)/2
9. 总谐波失真加噪声 (THD+N)
(Total Harmonic Distortion Plus Noise)
◆影响“速度”的指标
压摆率太小造成线性失真
高精度、低噪声、低漂移集成运算放大器
[例]F3140Fra bibliotekF318
F007
集成运算放大器内部电路
-----运放主要指标
谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见!
5. 差模输入电阻Rid, 输出电阻RO
集成运算放大器的主要性能指标
◆影响“精度”的指标
6. 开环增益 AVd (Open Loop Gain) 7. 共模抑制比CMRR
(Common Mode Rejection Ratio)
8. 电源抑制比PSRR
(Power Supply Rejection Ration).
运放的关键参数详细介绍
1.1 运放的工作原理 运放全称是运算放大器，是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
运放是一个从功能角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以芯片的形式存在。
运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。
图5.1 运放端口图运放如上图有两个输入端——2（反相输入端），3(同相输入端)和一个输出端1。
也分别被称为反向输入端，同向输入端和输出端。
Out运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。
“轨到轨”运放的电压输出范围会很接近供电电源的电压。
1.2 运放的常用分类和参数1.2.1 运放的常用分类按照运放的参数来分，运放可分为如下几类。
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-美国仙童60年代末后的经典）、LM358（双运放）、LM324（四运放-TI-公司有用）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 ＞1G Ω~1T Ω，I B 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。
运放参数及指标定义详解
运放主要指标及定义：单位增益带宽定义为：运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所对应的信号频率。
单位增益带宽是一个很重要的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频率和信号需要的增益后，可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。
这用于小信号处理中运放选型。
例：某个运放的增益带宽=1MHz，若实际闭环增益=100，则理论处理小信号的最大频率=1MHz/100=10KHz。
转换速率（也称为压摆率）SR：运放转换速率定义为，运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端 测得运放的输出上升速率。
由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态{由于一个大信号（含阶跃信号）接输入端，运放输入级电路迅速从截止状态变成饱和状态，处在放大状态的时间几乎忽略不计，简称处于“开关状态”}，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。
转换速率对于大信号处 理是一个很重要的指标，对于一般运放转换速率SR<=10V/μs，高速运放的转换速率SR>10V/μs。
目前的高速运放最高转换速率SR 达到6000V/μs。
这用于大信号处理中运放选型。
全功率带宽BW：全功率带宽定义为，在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（允许一定失真）的信号频率。
这个频率受到运放转换速率的限制。
近似地，全功率带宽=转换速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出幅度）。
全功率带宽是一个很重要的指标，用于大信号处理中运放选型。
建立时间：在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个阶跃大信号输入到运放的输入端，使运放输出由0增加到某一给定值的所需要的时间。
运算放大器的性能指标
运算放⼤器的性能指标⼀.直流指标(静态指标)1.输⼊失调电压（Input offset voltage）2.输⼊失调电压的温漂在实际当中，每个芯⽚的输⼊失调电压并⾮固定不变，输⼊失调电压会随温度的变化⽽漂移，这个参数相当于是对输⼊失调电压的进⼀步补充。
以上参数有些datasheet中除了会给出典型的值外，还会给出不同的输⼊失调电压下的芯⽚的分布⽐例和不同温度的会出现温漂的芯⽚的分布⽐例，⼀般都是符合正态分布的。
3.输⼊偏置电流(Input bias current)理想的运放输⼊阻抗⽆穷⼤，因此不会有电流流⼊输⼊端，⼀般情况下，CMOS和JFET的偏置电流⽐双极性的都要⼩，偏置电流⼀般⽆需考虑。
输⼊偏置电流的值应该是（Ib+ +Ib-）/2.4.输⼊失调电流(Input offset current)输⼊失调电流的值为(Ib+- Ib-)对于⼩信号的处理，运放的选择要选择偏置电流⽐较⼩的。
对于偏置电流的另外⼀种解决⽅案为在地和同相端之间接⼀格电阻，电阻的⼤⼩为Req=R1//R2.5.输⼊共模电压Vicm（Input Voltage common-mode Range）共模输⼊电压Vicm被定义为⼀个电压范围：当超过该范围时，运放停⽌⼯作。
如果输⼊的电压不在此范围之类，运放将停⽌⼯作。
对于有不同输⼊级的运放，其输⼊共模电压是不⼀样的。
由于运放向单电源低电压趋势发展，所以该参数越来越重要。
这个参数是运放选择时⾮常重要的⼀个参数，有些信号通过运放之后可能会出现削顶的情况，可能就是因为这个参数选的不好。
6.共模抑制⽐CMRR (Common-Mode Rejection)共模抑制⽐的定义：差分电压放⼤倍数与共模电压放⼤倍数之⽐（理想运放的这个值为⽆穷⼤，实际中⼀般是数万倍），为了说明差分放⼤电路抑制共模信号及放⼤查分信号的能⼒。
这个性能主要是指运放在差分输⼊的情况下,对共模⼲扰的抑制性能，⼀般⽤单位db来表⽰，这个值⼀般在80db-120db之间。
运放外部端口指标介绍
此处可以用OPA227-OPA350进行TINA仿真，着重说明输入达不到负电源轨的运放在单电源中应用中的难处。
输入端口相关的指标 – 非轨到轨输入运放仿真
• 对于输入电压范围正负电源轨都达不到的运放，不适合在单电源中应用。
• 对于输入电压范围能达到负电源轨，达不到正电源轨的运放，调节直流偏置即可应用在单
• 虽然失调电压可以调节，但是如果是批量生产将极大的降低效率，并且还要注意 失调电压随温度的变化，精密运放的这个变化是很小的。
• 例如OPA333的失调电压极小
超低功耗: 25µ A(max) 低失调: 10µV (max) 低温漂: 0.05 µV/ C (max) 低噪声: 1. 1 µ VP-P 带宽: 350kHz Rail- to- Rail 输入和输出 1 .8 V to 5 .5 V 供电
电源中。
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输入端口相关的指标 – 噪声特性
• 手册中的截图，关键字（noise，noise density）
• 噪声的单位是一个电压密度，在频率上积分后得到电压，再经过平方除以电阻 就可以得到功率
• OPA337的噪声特性
• OPA335的噪声特性
• 可以看出对与低频小信号OPA335的噪声性能更好
VC C
WAlleocfatnheaslesoardeobmuialtthweimthaaticcaolmopbeinraattiioonnsosfuocphearastiionntZeagINlraamtoprlsifaienrsd_adnifdfetrheentciaotrorresc;teevxetnerandadlictioonmapnodnseunbttrsa.ction.
电源
电源监视
运放外部端口指标介绍23页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
运放外部端口指标介绍
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
运放的性能指标
2.1.2 放大电路的性能指标如图所示为放大电路示意图。
可看成一个两端口网络。
不同放大电路在和R L相同的条件下，、、将不同，说明不同放大电路从信号源索取的电流不同，且对同样的信号的放大能力也不同；同一放大电路在幅值相同、频率不同的作用下，将不同。
为反映放大电路各方面的性能，引出如下主要指标：一、放大倍数放大倍数：直接衡量放大电路放大能力的指标。
对小功率放大电路只关心电压放大倍数。
电压放大倍数：输出电压与输入电压之比，即电流放大倍数：输出电流与输入电流之比，即互阻放大倍数：输出电压与输入电流之比，即单位为电阻。
互导放大倍数：输出电流与输入电压之比，即单位为电导。
当输入信号为缓慢变化量或直流变化量时，输入电压用表示，输入电流用表示，输出电压用表示，输出电流用表示。
A u＝/，A i＝/，A ui＝/，A iu＝/。
二、输入电阻输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压有效值U i和输入电流有效值I i之比，即R i越大，表明放大电路从信号源索取的电流越小，放大电路所得到的输入电压U i越接近信号源电压U s。
三、输出电阻任何放大电路的输出都可以等效成一个有内阻的电压源，如图所示。
输出电阻R o：从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻R o。
为空载时的输出电压有效值，U o为带负载后的输出电压有效值，因此，输出电阻R o愈小，负载电阻R L变化时，U o的变化愈小，放大电路的带负载能力愈强。
当两个放大电路相互连接时，如下图所示。
放大电路Ⅱ的输入电阻R i2是放大电路Ⅰ的负载电阻，而放大电路Ⅰ可看成为放大电路Ⅱ的信号源，内阻就是放大电路Ⅰ的输出电阻R o1。
因此，输入电阻和输出电阻均会直接或间接地影响放大电路的放大能力。
四、通频带通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。
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。
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超低功耗: 25µA (max) 低失调: 10µV (max) 低温漂: 0.05µV/˚C (max) 低噪声: 1.1 µVP-P 带宽: 350kHz Rail-to-Rail 输入和输出 1.8V to 5.5V 供电
Input Signal Range uA741
Output Signal Range
Vdd-
Input Signal Range
Output Signal Range
输入端口相关的指标 – 非轨到轨输入运放仿真
• 对于输入电压范围正负电源轨都达不到的运放，不适合在单电源中应用。 • 对于输入电压范围能达到负电源轨，达不到正电源轨的运放，调节直流偏置即可应用在单 电源中。
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• OPA335的噪声特性
• 可以看出对与低频小信号OPA335的噪声性能更好
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输出端口相关的指标 –输出的驱动能力
• 手册中的截图，关键字（current，output)
• 输出驱动能力是表示运放带负载的能力，作为最后一级时常常要考虑 其驱动能力。 • BUF634的驱动带宽30M或180M，注意手册中的continuous, 表示可以 承受均值电流250mA。 • THS3092也是一款常用的驱动级运放。
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输出端口相关的指标 –输出电压范围
在最大输出幅度和供电电源轨间必须有一定的裕量或净空，保 证输出不被削顶/底。对输入也是一样。
根据运放输出结构不同，这个裕量从数mV到数V不等。
输出端口相关的指标 –输出电压范围仿真
运放不是轨到轨在单电源低压供电下会使输出范围过小。这样放大较大信号时 就会消峰。TINA-TI仿真结果如下：
• OPA830 电压反馈型(VFB)
5
输入端口相关的指标 – 带宽
GBP (Gain Bandwidth Product) • VFB 类型的运放受增益带宽积的限制 • Gain * Bandwidth = GBP • 例如 a) 带宽为1MHz GBP的运放 b) 在100被增益情况下只有10KHz带宽
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输入端口相关的指标 –偏置电流
• 手册中的截图，关键字（bias current）
• 偏置电流在对高阻信源放大时非常重要。因为偏置电流乘以高阻可以产 生很大的误差电压。例如20uA的偏置电流，在100K电阻上产生的电压为 2V，放大倍数稍大就可以使运放饱和。 • OPA691的偏置电流，双极型输入高速放大器
3
输入端口相关的指标 - 输入阻抗
• 手册中的截图，关键字（impedance, resistance）
• 选择运放输入阻抗时要考虑到被放大对象（信源）的内阻。运放的输入 阻抗要远远大于信源内阻。例如信源内阻为10K欧姆，则需要选择100K 以上的输入阻抗才能达到90%的精度，要达到99%的精度则要选择1M以 上的输入阻抗。 • 两个不同输入阻抗的运放对比
R1 1k
2
6
4
R2 1k
VF1 +
7
+
VG1
3
+
U1 OPA227
V1 1.25
V2 5
R5 1k
2
+
VG3
3
6
4
R6 1k
VF3 + U3 OPA350
7
+
V5 端口相关的指标 – 噪声特性
• 手册中的截图，关键字（noise，noise density）
• 噪声的单位是一个电压密度，在频率上积分后得到电压，再经过平方除以电阻 就可以得到功率 • OPA337的噪声特性
R2 1k R1 1k
2
+
11
VF1
1
3
+
4
V5
U1 LM324
V5 V1 5 R3 1k
+
VG1
R4 1k U2 OPA364 VF2
+
-
+
V5
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输出端口相关的指标 – 压摆率 slew rate
• 手册中截图，关键字（slew rate）
• 压摆率是运放输出信号的最大斜率，表示运放输出大幅度信号的能力。结合 GBW可以计算出运放在输出最高频率信号时幅度的最大值。 • 信号S(t)=A*sin(2*������*f*t)，信号斜率的最大值为 A*2*������*f = slew rate。可以看到 slew rate压摆率不变时，A越大，f就越小。需要A和f都大的应用场合，就需要 选择压摆率大的运放。（注意手册中给出的负载情况） • 驱动级运放和高速运放的压摆率都很大，例如BUF634和THS3092 • THS3092的压摆率，例如输出50MHz正弦信号时可以达到12V。 • BUF634的压摆率，例如输出50MHz正弦信号时可以达到6V.
• 注意：在电流反馈运放（CFB）中不受增益带宽积限制。
输入端口相关的指标 – 偏移电压
• 手册中的截图，关键字（offset voltage）
• 偏移电压（失调电压）指标在高倍放大的精密电路中最为重要。偏移电压被放大 后直接影响电路检测微弱信号的精度。偏移电压因同相端和反相端失配而产生的 输入级固有电压差，越小越好。
SlewRate 2 V pp BandWidth
500mVpp
GBW = 280MHz SR = 240V/uS
5Vpp
供电相关的指标 – 供电范围和静态电流
• 手册中的截图，关键字（power supply, quiescent current）
• 供电电压可以看出器件是否适合在单电源低电压下使用，静态电流可以 看出器件是否适合在低功耗应用中使用。 • OPA4xx: 宽供电范围， up to 100V，输出电流至50mA • OPA3xx: CMOS, <=5.5V,精密,直流特性出众,轨到轨,低噪低功耗 • LPV521最低功耗运放，静态电流小于1uA
Output Signal Range
OPA335: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND
电电源轨. 但不能完全达到。输入在高
电平处需要1.5V的净空。
GND
非轨到轨运放：
如uA741, LM324, OP27等，输入和输 出在高电平和低电平处都需要一定的净 空才能保证不发生削顶/底 Vdd+
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输出端口相关的指标 –输出电压范围
• 手册中的截图，关键字（output swing）
• 在单电源供电的场合更需要注意，因为单电源供电电压低，并且小信 号输出时接近GND电源轨。在单电源供电中选择轨到轨（rail to rail） 更方便使用。
• 轨到轨运放OPA354
• 非轨到轨运放LM324
运放应该关注哪些指标
•了解运放的对外接口 - 正负端输入 - 供电管脚 - 输出管脚 •输入端口相关的指标 - 输入阻抗 - 带宽 BW - 偏移电压 offset voltage - 偏置电流 bias current - 输入电压范围 - 噪声特性 •输出端口相关的指标 - 输出的驱动能力 - 输出电压范围 - 压摆率 slew rate •供电相关指标 - 供电电压范围 - 静态电流 •附加的功能管脚
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输出端口相关的指标 – 压摆率 slew rate
• 压摆率限制了输出大信号的带宽
输出端口相关的指标 – 压摆率 slew rate
缓冲一个10HMz的正弦信号，500mVpp => SR needs 30V/uS
SlewRate Bandwidth 2 V pp
5Vpp
=> SR needs 300V/uS
运算放大器在电子系统中的位置
电源
电源监视
显示
存储
电源分配
数据传输
模拟输出 /激励
传感器
ADC
DSP/µC
DAC
信号调理
信号调理
运放的功能
ZFB
VCC
ZIN
_
+
运放+外部分立元件 =
放大器 : 缓冲器: 滤波器: 各种运算功能:
改变信号的幅度 隔离输入和输出，阻抗匹配（高输入阻抗，低输出阻抗） 滤除不想要的频率分量：噪声和干扰 积分，微分，乘法，对数，等等
• OPA656的偏置电流，FET输入高速放大器
8
输入端口相关的指标 –偏置电流影响仿真
• OPA691的偏置电流在uA级别，双极型输入
• OPA656的偏置电流在nA级别，FET输入
9
输入端口相关的指标 – 输入电压范围
• 手册中的截图，关键字（input voltage, range, ）
• 输入电压范围在将运放用于单电源供电时要特别注意。因为：
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输入端口相关的指标 – 输入电压范围
OPA365: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND 轨到轨输入和输出运放： 如OPA365，输入和输出摆幅都能非常 接近供电电源轨. 但也不能完全达到。 5V
GND
轨到轨输出运放： 如OPA335，输出摆幅可以非常接近供 5V 3.5V
Input Signal Range
1、单电源的VCC和GND之间的电压差较小，输入不是轨到轨的话将限 制输入电压的范围。
2、信源用GND作为参考，当输入小信号或者信号中直流分量小的时候 ，就相当于输入逼近GND电源轨，如果不满足输入调件将不能正常工作 • OPA365轨到轨运放的输入电压范围
• OPA335的输入电压范围能达到负电源轨，达不到正电源轨。
OPA211 双极型输入
OPA140 FET输入