运算放大器常见指标及重要特性
运算放大器参数详解(二)
运算放大器参数详解(二)运算放大器参数详解1. 引言运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是电子电路中最常用的集成电路之一，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
本文将详细解释运算放大器的几个重要参数。
2. 增益增益是运算放大器最重要的性能指标之一，通常用电压增益表示。
它可以分为三个级别：•开环增益：即放大器内部的增益，通常非常大，可以达到几十万或更高。
•差模输入电压增益：当放大器的两个输入端有差异时，输出的增益。
•单端输入电压增益：当放大器的一个输入端和参考电位有差异时，输出的增益。
3. 带宽带宽是指运算放大器能正常工作的频率范围。
一般来说，带宽越大越好。
带宽的计算公式为：[ = ]4. 输入电阻和输出阻抗输入电阻是指放大器的输入端对电压信号的阻抗，输出阻抗是指输出端对负载的阻抗。
一般来说，输入电阻越大越好，输出阻抗越小越好。
它们可以影响放大器的稳定性和性能。
5. 器件参数器件参数是指运算放大器本身的特性参数，如偏置电流、输入偏置电流和漂移、噪声等。
这些参数对放大器的性能和稳定性有重要影响，需要根据具体应用进行选择。
•偏置电流：放大器输入端的直流电流。
•输入偏置电流和漂移：输入端电流和漂移对放大器的性能和稳定性有影响。
•噪声：放大器的噪声对信号的清晰度和精度有直接影响。
6. 综合性能指标基于以上参数和特点，可以综合评估运算放大器的性能，如稳定性、线性度、精度和动态性能等。
这些指标可以帮助选择合适的运放器件，以满足具体应用的需求。
结论运算放大器是电子电路中不可或缺的重要元件，准确了解和理解运算放大器的参数对于正确设计和选择放大器至关重要。
只有综合考虑各项参数，才能选择适合自己应用的运放器件，并获得理想的性能。
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。
运算放大器的参数选择
运算放大器的参数指标1. 开环电压增益Avd开环电压增益（差模增益）为运算放大器处于开环状态下，对小于200Hz的交流输入信号的放大倍数，即输出电压与输入差模电压之比。
它一般为104~106，因此它在电路分析时可以认为无穷大。
2. 闭环增益AF闭环增益是运算放大器闭环应用时的电压放大倍数，其大小与放大电路的形式有关，与放大器本身的参数几乎无关，只取决于输入电组和反馈电阻值的大小。
反相比例放大器，其增益为AF=－3. 共模增益Avc和共模抑制比当两个输入端同时加上频率小于200Hz的电压信号Vic时，在理想情况下，其输出电压应为零。
但由于实际上内部电路失配而输出电压不为零。
此时输出电压和输入电压之比成为共模增益Avc。
共模抑制比Kcmr=，通常以对数关系表示：Kcmr=20log共模抑制比一般在80~120Db范围内，它是衡量放大器对共模信号抑制能力高低的重要指标。
这不仅是因为许多应用电路中要求抑制输入信号中夹带的共模干扰，而且因为信号从同相端输入时，其两个输入端将出现较大的共模信号而产生较大的运算误差。
4. 输入失调电压在常温（25℃）下当输入电压为零时，其输出电压不为零。
此时将其折算到输入端的电压称为输入失调电压。
它一般为±（0.2~15）mV。
这就是说，要使放大器输出电压为零，就必须在输入端加上能抵消Vio的差值输入电压。
5. 输入偏置电流在常温（25℃）下输入信号为零（两个输入端均接地）时，两个输入端的基极偏置电流的平均值称为输入偏置电流，即IIB=( IIB -＋ IIB+)它一般在10nA~1uA的范围内，随温度的升高而下降，是反映放大器动态输入电阻大小的重要参数。
6. 输入失调电流IIO输入失调电流可表示为IIO=︱IIB -－IIB+∣在双极晶体管输入级运算放大器中，IIO约为（0.2~0.1）IIB -或（0.2~0.1）IIB+。
当IIO流过信号源内阻时，产生输入失调电压。
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。
集成运放的特性和主要性能指标
集成运放的特性和主要性能指标一、集成运放的电压传输特性和三项基本参数例：设Aod=105，、为±10V，则±Vin＝±10/105 ＝±10-4V ＝±0.1mV，集成运放线性放大区所对应的输入信号范围很小。
在理想条件下集成运放的电压传输特性曲线通过坐标原点。
运放的电压既可以用增量(或交流量)表示，也可以用瞬时量表示。
实际运放的传输特性曲线不通过坐标原点，称为输出失调。
为了弥补输出失调电压，通常在运放输入级电路中设置了调零端。
(1)开环差模电压放大倍数AodAod一般为104～106(即80～120dB)。
在手册中Aod 常以V/mV作单位，如100V/mV即为105。
(2)差模输入电阻Rid，。
如CF741的Rid≈1MΩ，高阻型运放的Rid 可达104M Ω以上。
(3)输出电阻Ro集成运放的输出电阻R。
，通常为100Ω至1kΩ之间。
二、集成运放的失调参数(1)输入失调电压VIO：集成运放在VId=0时的输出电压称作输出失调电压，记作Voo。
为了使输出电压回到零，需在输入端加上反向补偿电压，该补偿电压称为输入失调电压，。
(2)输入失调电压漂移dVIO/dT。
输入失调电压的温度系数，反映输入失调电压随温度而变化的程度。
(3)输入失调电流IIO。
反映集成运放输入端输入电流的不平衡程度。
：输入失调电流；：输入偏置电流。
(4)输入失调电流温漂dIIO/dT：反映输入失调电流IIO 随温度而变化的程度分析输出失调电压和失调电流的模型。
，(1) 应选择R1＝R2。
R1、R2 称为输入平衡电阻。
(2) R1和R2越小，则IIO对Voo的影响也越少。
因此，在实际使用时，要求运放两个输入端的外接平衡电阻相等且较小。
(3) 由于运放开环增益很大，即使运放输入端短路，运放的输出电压也已进入接近±Vcc的电压了(假定Aod=104，VIO为1.5mV，则Voo已达15V)。
运放性能参数详解大全
运放参数解析定义全一、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。
二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力对于小信号，一般用单位增益带宽表示。
单位增益带宽，也叫做增益带宽积，能够大致表示运放的处理信号频率的能力。
例如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。
对于大信号的带宽，即功率带宽，需要根据转换速度来计算。
对于直流信号，一般不需要考虑带宽问题，主要考虑精度问题和干扰问题。
1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围，带宽越高，能处理的信号频率越高，高频特性就越好，否则信号就容易失真，不过这是针对小信号来说的，在大信号时一般用压摆率（或者叫转换速率）来衡量。
2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍，但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍，当信号频率增大时，放大能力就会下降，当输出信号下降到原来输出的0.707倍时，也就是根号2分之一，或者叫减小了3dB，这时候信号的频率就叫做运放的带宽。
3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时，主要考虑增益带宽积的影响。
就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。
当输出信号幅度很大时，主要考虑转换速率Sr的影响，单位是V/uS。
在这种情况下要算功率带宽，FPBW=Sr/2πVp-p。
也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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。
集成电路运算放大器36页
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02
03
04
信号放大
将传感器输出的微弱信号进行 放大，提高信号的幅度。
信号滤波
对传感器输出的信号进行滤波 处理，消除噪声和干扰。
信号线性化
将传感器输出的非线性信号通 过集成电路运算放大器进行线 性化处理，提高测量精度。
信号比较
将传感器输出的模拟信号与预 设阈值进行比较，输出相应的
开关信号。
在音频信号处理中的应用
集成电路运算放大器
02
的工作原理
输入级
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差分输入
运算放大器采用差分输入 方式，将两个输入信号进 行减法运算，提高了抗干 扰能力和共模抑制比。
放大器
输入级通常包含一个三极 管或场效应管组成的放大 器，对差分输入信号进行 放大。
射极跟随器
输入级通常采用射极跟随 器作为输出级，以减小信 号的输出阻抗，提高信号 的驱动能力。
时序控制
在数字电路中，集成电路运算放大 器可以用于产生各种时序控制信号， 如时钟信号、复位信号等。
电压偏置
为数字电路中的逻辑门提供适 当的偏置电压，以调整逻辑门 的阈值电压和性能参数。
电流源和电压源
利用集成电路运算放大器可以 构成各种电流源和电压源，为
数字电路提供稳定的电源。
在传感器信号处理中的应用
THANKS.
确保信号的质量和稳定性。
集成电路运算放大器的历史与发展
历史
集成电路运算放大器的概念最早由美国科学家在20世纪60年 代提出，随着半导体技术和集成电路工艺的发展，集成电路 运算放大器逐渐成为电子工程领域的重要器件。
发展
随着技术的不断进步，集成电路运算放大器的性能不断提高 ，功耗不断降低，集成度不断提高，应用领域不断扩大。目 前，集成电路运算放大器已经广泛应用于信号处理、通信、 音频、医疗、工业控制等领域。
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。
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《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。
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《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。
集成运算放大器的主要参数有那些？
集成运算放大器的主要参数有那些？2 集成运算放大器的主要参数有那些？答：1）开环差模电压增益开环差模电压增益是集成运放无外加负反馈情况下的直流差模增益，一般用对数表示，单位为分贝。
2) 差模输入电阻它是从集成运放两个输入端看进去的动态电阻，它会随着环境温度和频率而变，选用时我们希望输入电阻越大越好。
实际集成运放的输入电阻在兆欧数量级。
3) 输出电阻集成运放在开环工作时，它的输出电压变化量与输出电流变化量之比值。
其值大小可反映运放带负载能力。
通常要求集成运放的开环输出电阻越小越好，典型值一般在几十到几百欧姆之间。
4) 共模抑制比定义为开环差模放大倍数与开环共模放大倍数的比值，一般也用分贝表示。
共模抑制比反映了集成运放抑制共模信号的能力，其值越大，说明运放对共模干扰的抑制能力越强。
5) 输入失调电压理性（理想）的运算放大器，当输入电压u+=u-时，输出电压uo=0。
但实际的运算放大器中，如果要使uo=0，必须在输入端加一个很小的补偿电压，这个假设的电压就是输入失调电压，一般在毫伏数量级，高质量的在1mv以下。
显然它越小越好。
6) 输入失调电压温漂输入失调电压温漂代表输入失调电压的温度系数，是衡量运放温漂的重要指标。
一般运放为每度10～20uV,高质量的低于每度0.5uV。
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，但却无法将失调电压的温漂调至零，甚至不一定能使其降低。
7) 输入偏置电流当输入电压为零时，集成运放两输入端静态基极电流的算术平均值。
此值主要取决于集成运放输入极的静态集电极和输入极放大管的β值。
11) 输入失调电流输入失调电流是输入电压为零值时，集成运放两端静态基极电流的差值，反映差动放大管输入电流不对称的程度。
其值越小越好。
12) 输入失调电流温漂代表输入失调电流的温度系数。
一般为每度几纳安，高质量的只有每度几十个皮安。
13) 最大共模输入电压集成运放输入端所加的共模电压超过某个值时，其共模抑制比将显著下降，甚至使集成运放不能维持正常工作，这一电压称为最大共模输入电压，此值的大小，反映了集成运放所能承受的共模干扰能力的大小。
理想运算放大器的指标
理想运算放大器的指标
理想运算放大器的指标包括：1. 增益（Gain）：理想运算放大器应该具备无穷大的增益，即输入信号经过放大后无损失。
2. 零输入误差（Zero input error）：理想运算放大器在输入信号为零时不会产生输出误差。
3. 无偏差（No offset）：理想运算放大器不应该有任何偏置电压或偏置电流的存在。
4. 无失真（No distortion）：理想运算放大器应该能够完全保持输入信号的波形特征，即不引起任何失真。
5. 无限输入阻抗（Infinite input impedance）：理想运算放大器应该具备无限高的输入阻抗，从而不会对输入信号产生影响。
6. 零输出阻抗（Zero output impedance）：理想运算放大器应该具备接近于零的输出阻抗，从而能够驱动任意负载。
7. 宽带宽（Wide bandwidth）：理想运算放大器应该具备无限宽的带宽，能够放大各种频率范围内的信号。
需要注意的是，理想运算放大器是一种理论概念，实际的运算放大器无法完全满足以上所有指标，但可以通过设计和选择合适的运算放大器来实现尽可能接近理想状态的性能。
几种常用集成运算放大器的性能参数
几种常用集成运算放大器的性能参数1.通用型运算放大器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。
它们是口前应用最为广泛的集成运算放大器。
卩通用型运算放大器就是以通用为LI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2.高阻型运算放大器,IIB为儿皮安到儿十皮安。
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。
Q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rid> （109^1012）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讣的。
訂前常用的高精度、低温漂运算放大器有0P-07、0P-27、AD508及ill M0SFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。
4.高速型运算放大器s,BWG>20MHzo PA715等，其SR二50〜70V/u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SR 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、5.低功耗型运算放大器W,可采用单节电池供电。
P A O U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10 u山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。
运算放大器常见指标分析：失调电压、偏执电流、失调电流
输入失调电压(Offset Voltage，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。
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。
理想集成运放的性能指标
理想集成运放的性能指标1 理想集成运放性能指标理想集成运放作为一种功率放大器，具有体积小，功耗低，低失真音频和空白电路器件等优点。
理想集成运放的性能指标在确定放大器是否合格方面可以提供有用的信息，有助于确定放大器的功率范围。
1.1 静态特性与功率放大器的静态特性有关的性能指标包括增益，电压增益和电流增益，以及增益带宽等。
典型的理想集成运放的性能指标如下：放大器的电压增益为0.5V/V ~ 1.5V/V，电流增益为2A/V ~ 10A/V，输入增益带宽10MHz ~ 17MHz，输入电阻1KΩ ~ 10KΩ，晶体管的摩尔失步率20dB~50dB。
1.2 动态特性除静态性能指标外，动态特性也是影响放大器性能的重要因素。
常用的理想集成运放性能指标有增益稳定度、均衡元件稳定性、增益驻波比、输入参考电阻零点补偿因子等。
增益稳定度一般应大于85dB，低频增益驻波比一般不小于40dB，输入参考电阻零点补偿因子一般应小于5mV/V。
1.3 稳压电路性能稳压电路是理想集成运放系统的基本组成部分。
稳压电路的性能可以用几个参数来表示，包括输出电压，输出电压稳定度，输出电流，输出电流波动，瞬态响应和负载调整率等。
一般来说，理想集成运放系统的输出电压应小于11V，输出电压稳定度应小于1‰，输出电流应小于50mA，负载调节率应大于2%。
理想集成运放是一种高性能的功率放大器，对它的装备要求相比一般的功率放大器更加苛刻。
因此，如何按照性能参数要求进行选择以及如何进行调试，准确认识运放的性能特性，对于实施理想集成运放有着至关重要的作用。
理想集成运放的性能指标包含了静态特性、动态特性和稳压电路性能等三个因素，为使放大器具有更好的质量，应详细认识这些性能指标，并严格按照规定的要求进行设计和调试。
《运算放大器》课件
带宽与增益
根据电路的带宽和增益需求，选择适当带宽 和增益的运算放大器。
输入与输出阻抗
考虑电路的输入和输出阻抗，选择合适的运 算放大器以匹配阻抗。
电源电压与功耗
根据电源电压和功耗要求，选择合适的运算 放大器以降低能耗。
运算放大器的使用注意事项
电源电压的稳定性
确保电源电压的稳定，避免因电源波 动引起的电路性能不稳定。
闭环增益
总结词
闭环增益是指运算放大器在有反馈回路的情况下对输入信号的放大倍数。
详细描述
闭环增益是运算放大器实际应用中最重要的性能指标之一，它决定了放大器的 输出信号与输入信号之间的关系。通过调整反馈回路，可以改变闭环增益，从 而实现特定的输出信号。
带宽增益乘积
总结词
带宽增益乘积是衡量运算放大器频率响应的一个重要参数，它表示增益和带宽之间的乘积关系。
《运算放大器》PPT 课件
目录
CONTENTS
• 运算放大器概述 • 运算放大器的工作原理 • 运算放大器的应用 • 运算放大器的选择与使用 • 运算放大器的性能指标 • 运算放大器的设计实例
01 运算放大器概述
运算放大器的定义
01
运算放大器（简称运放）是一种 具有高放大倍数的电路单元，其 输出信号与输入信号之间存在一 定的数学关系。
根据需求选择合适的放大倍数，调整输入和输出电阻的大小，以确 保放大器的性能。
电路图
提供基于运算放大器的放大器电路图，包括输入、输出和反馈电阻 等元件。
基于运算放大器的滤波器设计
滤波器
利用运算放大器和适当的反馈网络可以设计出各种类型的滤波器， 如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
设计要点
根据滤波器的类型和性能要求，选择合适的反馈网络元件和运算放 大器型号。
运算放大器的重要技术指标
运算放大器的重要指标1. 运算放大器的静态输入指标1.1. 输入失调电压VIO(input offset voltage)输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，再加上负号，即为折算到输入端的失调电压。
亦即使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压。
VIO是表征运放内部电路对称性或者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。
1.2. 输入失调电压温漂在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。
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。
一般情况下约为（10～30）uV/摄氏度，高质量的可做<0.5uV/C(摄氏度)。
1.3. 输入失调电流IIO(input offset current)在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，II0＝|IB1－IB2|。
用于表征差分级输入电流不对称的程度。
通常，Ios为（0.5～5）nA，高质量的可低于1nA。
1.4. 输入失调电流温漂在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。
它是指II0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。
1.5. 输入偏置电流IB(input bias current)运放两个输入端偏置电流的平均值，确切地说是运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。
用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
1.6. 最大差模输入电压(maximum differential mode input voltage)运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。
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。
1.7. 最大共模输入电压(maximum common mode input voltage)在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。
集成运算放大器的主要性能指标有哪些
集成运算放大器的主要性能指标有哪些集成运算放大器的主要性能指标有哪些？答：1、开环差模电压增益Aud. 当集成运放的输出端与输入端之间无任何外接原件连接时，输出电压与输入电压之比，定义为开环差模电压增益，即Aud=U0/ui。
集成运放的开环差模电压增益Aud 越大越好，理想运放的开环电压增益Aud→∞。
2、最大输出电压Uopp。
在指定的电源电压下，集成运放的最大不失真输出电压幅度，如F007 在电源电压为正负15V 时，Uopp 为正负12V。
3、差模输入电阻Rid。
集成运放的差模输入电阻Rid,就是从集成运放两个输入端看入的等效电阻。
它反映集成运放从信号源中吸取电流的大小。
定义Rid= Uid/Iid。
差模输入电阻Rid 越大越好，理想运放的差模输入电阻Rid →∞4、输出电阻R0。
集成运放的输出电阻就是从运放输出端向运放看入的等效信号源内阻，集成运放的输出电阻越小越好，理想运放的输出电阻R0→∞5、共模抑制比KCMR.集成运放的KCMR 与差放电路的定义相同，即差模电压增益与共模电压增益之比，常用分贝表示，即KCMR=20 ㏒∣Aud /Auc ∣(db)集成运放的共模抑制比越大越好理想运放KCMR →∞6、最大共模输入电压幅度uicm 。
当集成运放两个输入端之间所加的共模输入电压超过某一值时，运放不能正常工作，这个定值为最大共模输入电压。
F007 的uicm =12V7、最大差模输入电压幅度uidm 当集成运放两个输入端之间所加的差模输入电压超过某一值时，输入级的正常输入性能被破坏，这一定值称为最大差模输入电压幅度uidm 。
F007 的uidm =正负30V8、输入失调电压Uio 输入失调电压Uio 反应集成运放输入极対称性和各级电位配置好坏的指标。
静态时，输入电压不等于0.欲使Uo =0，必须在两个输入端之间外加一个补偿电压，即输入失调电压。
F007 的Uio 约为2mv。
集成运放的输入失调电压越小越好。
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。
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输入失调电压(O f f se t V o l t a g e，V O S)
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。
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V OS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I B1=I B2，那么选择R1=R2//R F，可以使电流形成的失调电压会消失。
但实际中I B1=I B2很难满足
▶失调电压漂移(O ff s e t V o l t a g e Dr if t)
定义：当温度变化(µV/°C)、时间持续(µV/M O)、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。
第一、偏置电流如何补偿
对于我们常用的反相运算放大器，其典型电路如下：
在这种情况下，R3为平衡电阻，这样，在可以很好的保证运放的电流补偿，使正负端偏置电流相等。
若这些运算放大器知识你注意到了吗时，甚至取值更大时，会产生更大的噪声和飘逸。
但是，应大于输入信号源的内阻。
善于思考的工程师都会想到，当为同相放大器的时候，其原理又是什么呢?现在我们先回顾下同相运放的设计电路：
当计算出的Rp为负值时，需要将该电阻移动到正相端，与R1串联在输入端。
这里额外多插入一句，同相比例运放具有高输入阻抗，低输出阻抗的特性，广泛应用在前置运放电路中。
▶输入偏置电流(I np u t b i a s c u r r en t，I B)
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：60f A~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 I B较小的放大器。
第二、调零电路种种
今天运放已经发展的很迅速，附注功能各式各样，例如有些运放已经具有
了调零的外接端口，此时依据数据手册进合适的电阻选择就可以完成运放调零。
例如LF356运放，其典型电路如下：
另外一些低成本的运放或许不带这些自动调节功能，那么作为设计师的我
们也不为难，通过简单的加法电路、减法电路等可以完成固定的调零(虽然有时这种做法有隔靴挠痒的作用)。
当要进行通常在补偿电路中增加一个三极管电路，利用PN结的温度特性，完成运放的温度补偿。
例如在LF355典型电路中将三极管电路嵌入在V+和25K
反馈电阻之间。
▶输入失调电流(I np u t o f f s e t c u rr en t，I O S)
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：20f A~100µA。
Ib=I b1-I b2
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。
▶噪声指标(N o i s e)
运放常见的噪声根源有两类，一类为1/f 噪声，其电能力密度
曲线随着频率的上升而下降;一类为白噪声，或者叫平坦噪声，其电
能力密度曲线是一条直线，与频率无关。
如何根据da tas h ee t估算运放的噪声?
如何计算电阻的噪声??
噪声的有效值和峰峰值关系：噪声峰峰值为噪声有效值的 6.6 倍。
▶输入电压范围(I np u t V o l t a g e R an ge)
定义：保证运算放大器正常工作的最大输入电压范围。
也称为共
模输入电压范围。
当运放最大输入电压范围与电源范围比较接近时，
比如相差0.1V 甚至相等、超过，都可以叫“输入轨至轨”，表示为
R a il-t o-ra il i npu t，或R RI。
理解：运放的两个输入端，任何一个的输入电压超过此范围，都
将引起运放的失效。
注意，超出此范围并不代表运放会被烧毁，但绝
对参数中出现的此值是坚决不能超过的。
第三、相位补偿如何选择
当我们阅读一个集成运放数据手册的时候，会发现集成运放的内部其实是
一个多级的放大器，因此，不可避免的对系统引入了极点使得电路需要进行相
位补偿。
通常采用超前补偿、滞后补偿和滞后-超前补偿。
所谓的超前补偿就是相移减小的补偿，通俗的讲就是使电路出现零点，在
该频率处的输出信号比输入信号的相位超前45°。
通过计算将出现极点的频率
点人工设计出一个零点，从而使系统变得稳定。
滞后补偿通常可以理解为使相移增大的补偿。
可以使主极点频率降低，使放大器频带变窄，这样，就可以使运放电路在有限的带宽内只有一个极点，使运放电路变得容易调整。
第三种就是超前-滞后补偿，即采用合适的方法来处理运放单元。
总之，万变不离其踪。
▶输出电压范围(V OH/V O L或者S w i n g f r o m r a i l)
定义：在给定电源电压和负载情况下，输出能够达到的最大电压
范围。
当运放的输出范围已经接近于电源电压范围时，就自称“输出
轨至轨”，表示为 R a il-t o-ra il o utp u t，或RR O。
理解：在没有额外的储能元件情况下，运放的输出电压不可能超
过电源电压范围，随着负载的加重，输出最大值与电源电压的差异会
越大。
▶输出电压范围，或者输出至轨电压有如下特点：
1)正至轨电压与负至轨电压的绝对值可能不一致，但一般情况
下数量级相同;
2) 至轨电压与负载密切相关，负载越重(阻抗小) 至轨电压越大;
3)至轨电压与信号频率相关，频率越高，至轨电压越大，甚至会
突然大幅度下降;
4)至轨电压在 20mV以内，属于非常优秀。
5) R RI O(输入输出均轨至轨)
第四、容性负载该怎么处理
在平时的电子电路设计中，会由于不小心或者不注意负载的特性，而使电
路变得震荡，这时，我们就应该注意负载的特性了。
通常情况下，当负载为容性，通过估计其电容值小于2000pF时，通过在负
载和运放的输出端串联一个小的电阻来消除震荡。
电阻R2的大小为10-300Ω
之间。
当负载较大时，我们采用如下的方案进行消除：
补偿电容C2与反馈电阻R3构成超前补偿网络，形成新的零点，抵消容性负载Cl和运放输出电阻Ro构成的新极点，从而达到消除震荡的目的。
此时的补偿电容C2大小为C2=Cl(Ro+Rk)/R3 ,Rk取经验值10-300Ω。