运放的主要参数详细介绍

1. 引言

运放的作用是调节和放大模拟信号,它是用途十分广泛的器件,接入适当的反馈网络,可用作精密的交流和直流放大器、有源滤波器滤波器、振荡器振荡器及电压比较器。其应用领域包括但不限制通讯、电子、汽车、工业检测等等,并将在未来技术方面扮演重要角色。

             晶体管分类:

             双极性晶体管:NPN和PNP管;

            单极性晶体管:场效应管(MOSFET和JFET) 


 

 

2. 分类

按照电源种类分,可以分为单电源运放和双电源运放;

 

按照输入输出数量分,标准运放和全差分运放;

标准运放:两输入一输出情况;

全差分运放:两输入两输出,其中Vcom为共模输入电压,可作为输出的电平移位功能。

  

按照输入输出范围分,可以分为轨到轨和非轨到轨运放;

非轨到轨:很多运放输入不允许达到电源或者地,输出达不到电源或者地;

轨到轨:满摆幅,可以为输入也可以为输出;

                 轨到轨输入输出SMG8041,或者单独轨到轨输出LMV321;

  按照参数分:

                  通用型运放:价格低廉,产品量大面广,性能指标使用一般场景;

                  高阻型运放:差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小;

                                       一般rid>1GΩ~1TΩ,Ib为几pA到几十pA;

                  高速型运放:转换速率高,频率响应宽;

                  低功耗型运放:低电压供电,低功率消耗,适用于便携式设备中;

                  低温漂型运放:精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,需要失调电压小,温漂小;

             3. 主流厂商

                 Maxim美信:运放、电流检测放大器、比较器、特殊运放;

                 ADI亚德诺:ADC、差分运放、仪表运放、RF放大器、专用放大器等;

                 TI德州仪器:运算放大器、比较器、仪表放大器、电流感测放大器、可编程和可变增益

                                     放大器、特别功能放大器

                 Microchip微芯:运算放大器、仪表放大器、比较器

                ST意法半导体:比较器、电流感应放大器、视频放大器、运算放大器

                On安森美 :运算放大器、音频放大器、视频放大器、跨导放大器、比较器

                圣邦微电子   恩智浦 等。

          4. 运放参数

直流指标如下:

             输入失调电压

当一个放大器被设计成AF倍的闭环电压增益,如果其失调电压为Vos,则输入为0的

情况下,其输出为AFVos的直流电平,此输出为输出失调电压。

输入失调电压反应了运放内部电路的对称性,对称性越好,失调电压越小。

其大小与制造工艺相关,双极性工日如下艺在mV级,场效应管工艺会更大一些。

如果被测信号包含直流分量且关心此直流量,则必须选择Vos远小于被测直流量的放

大器,或者通过调零措施消除影响。

优秀:1uV以下,较好:10uV以下,普通:mV

运放内部无法平衡调节,导致输出不为0。可以在正向输入端加入一个反向的直流电压,

使得输出为0,所加的反向直流电压为输出失调电压。

如果被测信号为交流成分,则可以在输入与输出端增加交流耦合电路,消除影响。

 

             失调电压漂移

温度变化、时间变化、供电电压变化等自变量变化时,输入失调电压会发生变化。

输入失调电压随自变量变化的比值,称为失调电压漂移。其中温度漂移αVIO,

一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间,精密仪器的小于±1μV/℃。

0.002 uV / ℃ 到几十uV / ℃

 

             输入偏置电流

当输出维持在规定的电平0时,两个输入端流进电流的平均值

其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,影响测

电流分量的测量精度,对于测电压无所谓。

输入偏置电流与制造工艺有关,双极型工艺的输入偏置电流在±10nA~1μA之间;采

用场效应管工艺,输入偏置电流一般低于1nA。

优劣范围:60fA~100uA  取决于运放输入端结构,FET输入会很小。

           

             输入失调电流

当输出维持在规定的电平0时,两个输入端流进电流的差值

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。

优劣范围:20fA~100uA  取决于运放输入端结构,FET输入会很小。

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。

 

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