运算放大器学习

虚短和虚断

  输入的正负两端，如果工作起来之后，正负端相当于短路，也就是电压接近于相等，这是虚短。（正负两端电压相等）

  正负端到运放内部的电路，相当于完全断开。（流入电流都为零）

参数1：运放的供电电压VS

参数2：输入偏置电流IB

  理想运算放大器虚断，流入反向输入端与同向输入端的电流本应该为零。

  但实际的运算放大器流入反向输入端与同向输入端的电流不为零，输入偏置电流IB(Input bias Current) IB=[(Ib+)+(IB-)]/2

  IOS(Input Offset Current)定义为两个电流的差。IOS=(Ib+)-(Ib-)

  此参数越小越好。

参数3：噪声Vn

噪声是固有的，随机的，本身无法消除的 在放大小信号时，必须选用低噪声运放

运放的噪声越小越好 噪声单位nV/Hz@1kHz

参数4：静态电流Iq

运放在没有负载情况下的待机电流或者建立静态工作点的电流，越小越好。一般低功耗运放其他指标相应较差。

参数5：输入失调电压Vos

Vos(Input Offset Voltage)由虚短可知，同向端和反相端失配而产生的固有电压差叫输入失调电压一般Vos约为1-10mV,高质量运放Vos在1mV以下。

正常可以通过运放提供的引脚调零，其他方式调零

参数6：输入失调电压温漂dVos/dT

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10-30uV/摄氏度，高质量的可以做到<0.5uV/C(摄氏度)

参数7:增益带宽积（GBW也叫GBP）

当运算放大器在小信号（Vpp在1V以下的信号）环境下应用时，电压反馈运算放大器的带宽和增益的乘积是一个定值，即等于增益带宽积。

增益带宽积与压摆率（SR）是选择运放最重要的两个指标这两个指标不分家。

GBW>=(10-100)*gain*f gain为放大倍速，f单位为Mhz带入

如果想把一个频率为1MHz的信号放大6倍，应该选用GBW为多大的运放？

答：GBW>=(10-100*6*1=60-600MHz)

参数8：电压转换速率（Slew Rate）

简称SR 压摆率

其定义是在1微秒或者1纳秒等时间里电压升高的幅度，直观上讲就是方波电压由鹁鸪升到波峰所需的时间，单位通常有V/s,V/ms,V/us,V/ns

SR>=2Pif*Vom  Vom为输出电压幅值单位为V, f单位为MHz

问：如果想把一个电压最大值为1V，频率为1MHz的正弦波放大6倍应该选SR为多大的运放？

答：SR>=2*3.14*1.6=37.68

参数9：输入电压范围Input Voltage Range

参数10：输出电压范围 Output Swing

运放不是轨到轨会使输出范围过小。这样放大放大信号时就会消峰。

轨到轨（Rail  to Rail）

输入电压，特别是输出电压可以与电源电压（像轨道一样约束着）非常接近，几乎达到满电源输出。

分为输入轨到轨RPI  输出轨到轨RPO  输入输出轨到轨RRIO 三类

在低压供电中非常有用

轨到轨受到输出电流的影响，如果负载过小，输出电流过大，则会使输出电压达不到电源轨。

对输入电压与输出电压的总结

在最大输入幅度和供电电源轨间必须有一定的裕量或者净空，保证输入不被削顶/底。

在最大输出幅度和供电电源轨间必须有一定的裕量或者净空，保证输出不被削顶/底。

单电源供电，且输入信号很小时，会导致信号放大不正确，误差极大，微弱信号检测时最好的方法是双电源供电。

参数11：短路电流Isc

标明运放输出级输入或者灌入电流的能力

表征输出的驱动能力----输出驱动能力是表示带负载的能力，作为最后一级时常常要考虑其驱动能力

参数12：运放的输入阻抗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10KR，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%的精度则需要1M以上的输入阻抗。