运算放大器具有哪些主要技术参数?
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运算放大器(简称“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。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。由于早期应用于模拟计算机中用以实现数学运算,因而得名“运算放大器”。 [1] 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”。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,大部分的运放是以单芯片的形式存在。运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中。运算放大器的性能可用一些参数来表示。为了合理地选用和正确地使用运算放大器,必须了解各主要参数的意义。
(1)最大输出电压能使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压,称为运算放大器的最大输出电压。f007集成运算放大器的最大输出电压约为(2)开环电压放大倍数在运算放大器的输出端与输入端之间没有外接电路时所测出的差摸电压放大倍数,称为开环电压放大倍数。越高,所构成的运算电路越稳定,运算精度也越高。一般约为,即80~140db。
(3)输入失调电压想的运算放大器,当输入电压(即把两输入端同时接地)时,输出电压。但在实际的运算放大器中,由于制造中元件参数的不对称性等原因,当输入电压为零时,。反过来说,如果要,必须在输入端加一个很小的补偿电压,它就是输入失调电压。一般为几毫伏,显然它愈小愈好。
(4)输入失调电流输入失调电流是指输入信号为零时,两个输入端静态基极电流之差,即。一般在零点零几微安级,其值愈小愈好。
(5)输入偏置电流
输入信号为零时,两个输入端静态基极电流的平均值,称为输入偏置电流,即
。它的大小主要和电路中第一级管子的性能有关。这个电流也是愈小愈好,一般在零点几微安级。
(6)共模输入电压范
运算放大器对共模信号具有抑制的性能,但这个性能是在规定的共模电压范围内才具备。如超出这个电压,运算放大器的共模抑制性能就大为下降,甚至造成器件损坏。
以上介绍了运算放大器的几个主要参数的意义,其他参数(如差模输入电阻、差模输出电阻、温度漂移、共模抑制比、静态功耗等)的意义是可以理解的,就不一一说明了。
总之,集成运算放大器具有开环电压放大倍数高、输入电阻高(几兆欧以上)、输出电阻低(约几百欧)、漂移小、可靠性高、体积小等主要特点,所以它已成为一种通用器件,广泛而灵活的地运用于各个技术领域中。在选用集成运算放大器时,就像选用其他电路元件一样,要根据它们的参数说明,确定适用的型号。
“请把运算放大器主要参数讲讲!”,我们去面试嵌入式硬件、电子设计岗位时,面试官通常会提出的这个问题
运算放大器的主要参数有:
1、开环差分放大倍数(Aod)。一般对应的运放datasheet里面有这个参数。
2、压摆率(转换速率):在某个时间段内,输出端电压变化的幅值大小。比如:在1ns内,电压值变化为0.2V。在同一个时间段,变化幅值越大,就表明压摆率越大
3、共模抑制比(Kcmr):理想的运放的共模抑制比越大越好,更多的是去放大差模信号,而抑制共模信号。
4、输入输出阻抗:理想的运算放大器,输入阻抗越大越好;而输出阻抗越小越好。这是为什么呢?知其然,还知所以然。输入阻抗越小,运放放大器从前级索取的电流就越小;如果前级不能提供较大的电流,运放就不能正常工作。
输出阻抗,我们希望越小越好,这样运放消耗的电流就越小,让后级电路得到更多的电流。
5、输入失调电压:理想运放,当输入端的电压为0时,输出端的电压也为0;
6、最大差模输入电压:运算放大器的同向输入端和反向输入端,能加的最大电压差。
7、-3dB频率点(功率折半频率点):运算放大器不只是放大直流信号,也能放大较大的频率信号,随着信号的频率增大,信号输出端的幅值会降低,当幅值下降到原始幅值的0.707时,这个频率点就叫功率折半频率点。普通运算放大器的功率折半频率点为几十Khz。
我们在选用运算放大器时,具体电路考虑参数不一样,低频电路考虑的参数要少一些,而高频电路就要考虑压摆率这样的参数。
在运算放大器两输入端外加一直流补偿电压,使放大器输出端为零电位,此外加补偿电压即为输入失调电压UOS。
(2)输入失调电压温漂dUOS/dT
在规定的环境温度范围内,单位温度变化所引起的输入失调电压的变化量即为输入失调电压温漂。
(3)输入偏置电流IB
运算放大器在失调补偿后,使放大器输出为零时,两输入端所需偏置电流的平均值即为输入偏置电流IB。
(4)输入失调电流IOS
输入信号为零时,放大器两个输入端偏置电流之差即为输入失调电流IOS。
(5)输入失调电流温漂dIOS/dT
运算放大器在规定的温度范围内,单位温度变化所引起的输入失调电流变化量即为输入失调电流温漂dIOS/dT。
(6)最大输入差模电压UIDM
运算放大器两输入端所能承受的最大电压差即为最大输入差模电压UIDM。
(7)最大输入共模电压UICM
运算放大器两输人端输入共模电压UCM,当UCM增加到使其共模抑制比下降6dB时的值即为最大输人共模电压UICM。
(8)差模电压增益AOd
放大器在开环时(没有外部反馈)输出直流电压增量与输入直流差模电压增量之比,即为开环差模电压增益:AOd=△UO/△UI
AOd通常以dB表示:AOd=20lg△UO/△UI(dB)
(9)共模抑制比CMRR
运算放大器的差模电压增益与共模电压增益之比,即为共模抑制比CMRR:
(10)差模输入电阻Rid
运算放大器开环时,两个输入端视人的动态电阻。
(11)—3dB带宽fO。
运算放大器的开环电压增益下降3dB时的频带宽度,即为—3dB带宽广fO。
(12)单位增益带宽fC。
运算放大器的开环电压增益下降到1(0dB)时的频带宽度,即为单位增益带宽广fC。
(13)静态功耗户PO。
运算放大器在标称电源电压条件下,输入信号为零,不接负载时的功耗即为PO。
(14)转换速率SR:
运算放大器在额定输出电压,输出电压的最大变化速率即为SR。