运放参数说明加选型和例子.docx

1、运放参数说明加选型和例子1、输入失调电压（Input Offset Voltage） VOS若将运放的两个输入端接地，理想运放输出为零，但实际运放输出不为零。此时，用输出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。其值为数mV，该值越小越好，较大时增益受到限制。输入失调电压VIO：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11

2、0mV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、输入失调电压的温漂（Input Offset Voltage Drift），又叫温度系数 TC VOS一般为数uV/.C输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）VIO：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1020V

3、/之间，精密运放的输入失调电压温漂小于1V/。本文来自: DZ3W.COM 原文网址：3、输入偏置电流（Input Bias Current） IBIAS运放两输入端流进或流出直流电流的平均值。对于双极型运放，该值离散性较大，但却几乎不受温度影响；而对于MOS型运放，该值是栅极漏电流，值很小，但受温度影响较大。输入偏置电流IIB：输入偏置电流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。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流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）的输入偏置电流在10nA1A之间；采用场效应管

4、做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。4、输入失调电流（Input Offset Current） IOS 是运放两输入端输入偏置电流之差的绝对值。输入失调电流IIO：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10kW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

5、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。本文来自: DZ3W.COM 原文网址：5、输入电阻 Rin 运放两输入端间的差动输入电阻。 该值由微小交流信号定义，实际影响很小，可忽略不计。 而运放输入端的共模输入电阻是Rin的101000倍，也可忽略不计。6、电压增益 AV 也称差动电压增益。理想运放的AV为无限大，实际运放一般也约数百dB。差模开环直流电压增益：差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值

6、直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般采用差模开环直流电压增益。7、最大输出电压 VOM 饱和前的输出电压称为最大输出电压，理想运放可达到满幅度（rail to rail）输出。8、共模输入电压范围CMVR（Input Common-Mode Voltage Range） VICM 表示运放两输入端与地间能加的共模电压的范围。 VICM等于正、负电源电压时为理想特性，满幅度输出运放接近这种特性。9、共模信号抑制比（Common Mode Rejection Ratio）

7、 CMRR 在运放两输入端与地间加相同信号时，输入、输出间的增益称为共模电压增益AVC，则CMRR定义为： CMRR = AV/AVC共模抑制比：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它能够抑制差模输入=模干扰信号。由于共模抑制比很大，大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80120dB之间。10、电源电压抑制比（Supply Voltage Rejection Ratio） SVRR 正、负电源电压变化时，该变化量出现在运放的输出中，并将其换算为运

8、放输入的值。 若电源变化Vs时等效输入换算电压为Vin，则SVRR定义为： SVRR = Vs/Vin电源电压抑制比：电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时，运放的电源需要作认真细致的处理。当然，共模抑制比高的运放，能够补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时，正负电源的电源电压抑制比可能不相同。11、消耗电流 ICC 该电流是指运放电源端流通的电流，它随外加电路及电源电压而有所变化。12、转换速率（Slew Rat

9、e） SR 表示运放能跟踪输入信号变化快慢的程度，单位是V/us。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SR10V/s。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/s。这用于大信号处理中运放选型。13、增益带宽乘积（Gain Bandwidth Product） GB 表示运放电压增益-频率特性的参数，单位是MHz。

10、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。运算放大器的专业术语1 bandwidth 带宽: 电压增益变成低频时1/（2 )的频率值2 共模抑制比：common mode rejection rati

11、o3谐波失真：harmonic distortion 谐波电压的均方根值的和/基波电压均方根值4输入偏置电流：input bias current 两输入端电流的平均值5输入电压范围：input voltage range共模电压输入范围 运放正常工作时输入端上的电压；6输入阻抗:input impendence Rs Rl指定时输入电压与输入电流的比值7输入失调电流input offset current 运放输出0时，流入两输入端电流的差值；8输入失调电压 input offset voltage 为了让输出为0，通过两个等值电阻加到两输入端的电压值9输入电阻：input resistan

12、ce:任意输入端接地，输入电压的变化值/输入电流的变化值10大信号电压增益：large-signal voltage gain 输出电压摆幅/输入电压11输出阻抗：output impendence Rs Rl指定时输出电压与输出电流的比值12输出电阻：output resistance 输出电压为0，从输出端看进去的小信号电阻13输出电压摆幅：output voltage swing 运放输出端能正常输入的电压峰值；14失调电压温漂 offset voltage temperature drift 15供电电源抑制比：power supply rejection 输入失调电流的变化值/电源的

13、变化值16建立时间 settling time 从开始输入到输出达到稳定的时间；17 摆率：slew rate输入端加上一个大幅值的阶跃信号的时候输出端电压的变化率18电源电流 supply current 19瞬态响应 transient response 小信号阶跃响应20 单位增益带宽 unity gain bandwirth 开环增益为1时的频率值21 电压增益 voltage gain 指rs rl固定时输出电压/输入电压2 运放的主要参数本节以中国集成电路大全集成运算放大器为主要参考资料，同时参考了其它相关资料。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。其中主要直流指

14、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。主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。21 直流指标输入失调电压VIO：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，

15、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110mV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）VIO：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1020V

16、/之间，精密运放的输入失调电压温漂小于1V/。输入偏置电流IIB：输入偏置电流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。输入偏置电流对进行高阻信号放大、积分电路等对输入阻抗有要求的地方有较大的影响。输入偏置电流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）的输入偏置电流在10nA1A之间；采用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。输入失调电流IIO：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

17、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10kW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。输入失调电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）：输入偏置电流的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电流的变化与温度变化的比值。这个参数实际是输入失调电流的补充，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。输入失调电流温漂一般只是在精密运放参数中给

18、出，而且是在用以直流信号处理或是小信号处理时才需要关注。差模开环直流电压增益：差模开环直流电压增益定义为当运放工作于线性区时，运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大，大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的差模开环直流电压增益在 80120dB之间。实际运放的差模开环电压增益是频率的函数，为了便于比较，一般采用差模开环直流电压增益。共模抑制比：共模抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放差模增益与共模增益的比值。共模抑制比是一个极为重要的指标，它能够抑制差模输入=模干扰信号。由于共模抑制比

19、很大，大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或更多，用数值直接表示不方便比较，所以一般采用分贝方式记录和比较。一般运放的共模抑制比在80120dB之间。电源电压抑制比：电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。目前电源电压抑制比只能做到80dB左右。所以用作直流信号处理或是小信号处理模拟放大时，运放的电源需要作认真细致的处理。当然，共模抑制比高的运放，能够补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时，正负电源的电源电压抑制比可能不相同。输出峰-峰值电压：输出峰-峰值电压定义为，当运放工作于线性区时，在指定的负载

20、下，运放在当前大电源电压供电时，运放能够输出的最大电压幅度。除低压运放外，一般运放的输出输出峰-峰值电压大于10V。一般运放的输出峰-峰值电压不能达到电源电压，这是由于输出级设计造成的，现代部分低压运放的输出级做了特殊处理，使得在10kW负载时，输出峰-峰值电压接近到电源电压的50mV以内，所以称为满幅输出运放，又称为轨到轨（raid-to-raid）运放。需要注意的是，运放的输出峰-峰值电压与负载有关，负载不同，输出峰-峰值电压也不同；运放的正负输出电压摆幅不一定相同。对于实际应用，输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好，这样可以简化电源设计。但是现在的满幅输出运放只能工作在低压，而且成本较高

21、。最大共模输入电压：最大共模输入电压定义为，当运放工作于线性区时，在运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所对应的共模输入电压作为最大共模输入电压。最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围，在有干扰的情况下，需要在电路设计中注意这个问题。最大差模输入电压：最大差模输入电压定义为，运放两输入端允许加的最大输入电压差。当运放两输入端允许加的输入电压差超过最大差模输入电压时，可能造成运放输入级损坏。22 主要交流指标开环带宽：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

22、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。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

23、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SR10V/s。目前的高速运放最高转换速率SR达到 6000V/s。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/2Vop（Vop是运放的峰值输出幅度）。全功

24、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：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。等效输入噪声电压：等效输入噪声电压定义为，屏蔽良好、无信号输入的的运放，在其输出端产生的任何交流无规则的干扰电压。这个噪声电压折算到运放输入端时，就称为运放输入噪声

25、电压（有时也用噪声电流表示）。对于宽带噪声，普通运放的输入噪声电压有效值约1020V。差模输入阻抗（也称为输入阻抗）：差模输入阻抗定义为，运放工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻。一般产品也仅仅给出输入电阻。采用双极型晶体管做输入级的运放的输入电阻不大于10兆欧；场效应管做输入级的运放的输入电阻一般大于109欧。共模输入阻抗：共模输入阻抗定义为，运放工作在输入信号时（即运放两输入端输入同一个信号），共模输入电压的变化量与对应的输入电流变化量之比。在低频情况下，它表现为共模电阻。通常，运放的共模输入阻抗比差模

26、输入阻抗高很多，典型值在108欧以上。输出阻抗：输出阻抗定义为，运放工作在线性区时，在运放的输出端加信号电压，这个电压变化量与对应的电流变化量的比值。在低频时仅指运放的输出电阻。这个参数在开环测试本文来自: DZ3W.COM 原文网址：3 运算放大器的对信号放大的影响和运放的选型 由于运算放大器芯片型号众多，即使按照上述办法分类，种类也不少，细分就更多了，这对于初学者就难免犯晕。本节力求通过几个实际电路的分析，明确运算放大器的对信号放大的影响，最后总结如何选择运放。CA3140的主要指标为：项目 单位 参数输入失调电压 V 5000输入失调电压温度漂移 V/ 8输入失调电流 pA 0.5输入失

27、调电流温度漂移 pA/ 0.005 这样可以计算出，在25的温度下的失调误差造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压造成的误差 V 5000输入失调电流造成的误差 V 0.0045 合计本项误差为 V 5000 输入信号200mV时的相对误差 % 2.5 输入信号100mV时的相对误差 % 5 输入信号 25mV时的相对误差 % 20 输入信号 10mV时的相对误差 % 50 输入信号 1mV时的相对误差 % 500 初步结论是：高阻运放的输入失调电流很小，它造成的误差远远不及输入失调电压造成的误差，可以忽略；而输入失调电压造成的误差仍然不小，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。这

28、样可以计算出，025的温度漂移造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压温漂造成的误差 V 200输入失调电流温漂造成的误差 V 0.001 合计本项误差为 V 200 输入信号200mV时的相对误差 % 0.1 输入信号100mV时的相对误差 % 0.2 输入信号 25mV时的相对误差 % 0.8 输入信号 10mV时的相对误差 % 2 输入信号 1mV时的相对误差 % 20 初步结论是：高阻运放的输入失调电流温漂很小，它造成的误差远远不及输入失调电压温漂造成的误差，可以忽略；在使用高阻运放时，由于失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV以下直流信号。若以上两项误差

29、合计将更大。 由于高阻运放的输入失调电流只有通用运放的千分之一，因此若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，几乎不会造成可明显察觉的误差。HA5159的主要指标为：项目 单位 参数输入失调电压 V 10000输入失调电压温度漂移 V/ 20输入失调电流 nA 6输入失调电流温度漂移 pA/ 60 这样可以计算出，在25的温度下的失调误差造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压造成的误差 V 10000输入失调电流造成的误差 V 54.5 合计本项误差为 V 10054 输入信号200mV时的相对误差 % 5.0 输入信号100mV时的相对误差 % 10.1 输入信号 25mV时的

30、相对误差 % 40.2 输入信号 10mV时的相对误差 % 100.5 输入信号 1mV时的相对误差 % 1005 初步结论是：输入失调电压和输入失调电流造成的误差较大，但是可以在工作范围的中心温度处通过调零消除。其中输入失调电压造成的误差远远超过输入失调电流造成的误差。这样可以计算出，025的温度漂移造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压温漂造成的误差 V 500输入失调电流温漂造成的误差 V 13.6 合计本项误差为 V 513 输入信号200mV时的相对误差 % 0.3 输入信号100mV时的相对误差 % 0.51 输入信号 25mV时的相对误差 % 2.05 输入信号 10mV时

31、的相对误差 % 5.14 输入信号 1mV时的相对误差 % 51.4 初步结论是：在使用高速运放时，由于失调电压温度系数较大，造成的影响较大，使得它不适合放大100mV以下直流信号。若以上两项误差合计将更大。 若其它条件不变，仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，造成误差如下：这样可以计算出，在25的温度下的失调误差造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压造成的误差 V 10000输入失调电流造成的误差 V 109 合计本项误差为 V 10109这样可以计算出，025的温度漂移造成的影响如下：项目 单位 参数输入失调电压温漂造成的误差 V 500输入失调电流温漂造成的误差 V 27.3 合计本项误差为 V 527 初步结论：仅仅运放的外围电阻等比例增加一倍，运放的输入失调电压和输入失调电压温漂造成误差不变，而输入失调电流和输入失调电