運算放大器的常見指標及其重要特性
來源：羅姆半導體社區
? 輸入失調電壓(Offset Voltage，VOS)
定義：在運放開環使用時， 加載在兩個輸入端之間的直流電壓使得放大器直流輸出電壓為 0。 優劣范圍：1μV 以下，屬于極優秀的。100μV 以下的屬于較好的。最大的有幾十mV。 對策：1、選擇 VOS遠小于被測直流量的放大器，2、過運放的調零措施消除這個影響3、如果你僅關心被測信號中的交變成分，你可以在輸入端和輸出端增加交流耦合電路，將其消除。 如果 IB1=IB2，那么選擇 R1=R2//RF，可以使電流形成的失調電壓會消失。但實際中IB1=IB2很難滿足 ? 失調電壓漂移(Offset Voltage Drift) 定義：當溫度變化(μV/°C)、時間持續(μV/MO)、供電電壓(μV/V)等自變量變化時， 輸入失調電壓會發生變化。 后果：很嚴重。因為它不能被調零端調零，即便調零完成，它還會帶來新的失調。 對策：第一， 就是選擇高穩定性，也就是上述漂移系數較小的運放。第二，有些運放具有自歸零技術，它能不斷地測量失調并在處理信號過程中把當前失調電壓減掉。 ? 輸入偏置電流(Input bias current， IB) 定義：當輸出維持在規定的電平時，兩個輸入端流進電流的平均值。Ib=(Ib1+Ib2)/2優劣范圍：60fA~100μA。 后果：第一，當用放大器接成跨阻放大測量外部微小電流時，過大的輸入偏置電流會分掉被測電流，使測量失準。第二，當放大器輸入端通過一個電阻接地時，這個電流將在電阻上產生不期望的輸入電壓。 對策：為避免輸入偏置電流對放大電路的影響，最主要的措施是選擇 IB較小的放大器。 ? 輸入失調電流(Input offset current， IOS) 定義：當輸出維持在規定的電平時，兩個輸入端流進電流的差值。 優劣范圍：20fA~100μA。Ib=Ib1-Ib2 后果：失調電流的存在，說明兩個輸入端客觀存在的電流有差異，無法用外部電阻實現匹配抵消偏置電流的影響。 ? 噪聲指標(Noise) 運放常見的噪聲根源有兩類，一類為 1/f 噪聲，其電能力密度曲線隨著頻率的上升而下降; 一類為白噪聲，或者叫平坦噪聲，其電能力密度曲線是一條直線，與頻率無關。 如何根據datasheet估算運放的噪聲? 如何計算電阻的噪聲?? 噪聲的有效值和峰峰值關系：噪聲峰峰值為噪聲有效值的 6.6 倍。 ? 輸入電壓范圍(Input Voltage Range) 定義：保證運算放大器正常工作的最大輸入電壓范圍。也稱為共模輸入電壓范圍。當運放最大輸入電壓范圍與電源范圍比較接近時，比如相差 0.1V 甚至相等、超過，都可以叫“輸入軌至軌”，表示為 Rail-to-rail input，或 RRI。 理解：運放的兩個輸入端，任何一個的輸入電壓超過此范圍，都將引起運放的失效。注意，超出此范圍并不代表運放會被燒毀，但絕對參數中出現的此值是堅決不能超過的。 ? 輸出電壓范圍(VOH/VOL 或者 Swing from rail) 定義：在給定電源電壓和負載情況下，輸出能夠達到的最大電壓范圍。當運放的輸出范圍已經接近于電源電壓范圍時，就自稱“輸出軌至軌”，表示為 Rail-to-rail output，或 RRO。 理解：在沒有額外的儲能元件情況下，運放的輸出電壓不可能超過電源電壓范圍，隨著負載的加重，輸出最大值與電源電壓的差異會越大。 ? 輸出電壓范圍，或者輸出至軌電壓有如下特點： 1) 正至軌電壓與負至軌電壓的絕對值可能不一致，但一般情況下數量級相同;2) 至軌電壓與負載密切相關，負載越重(阻抗小) 至軌電壓越大;3) 至軌電壓與信號頻率相關，頻率越高，至軌電壓越大，甚至會突然大幅度下降;4) 至軌電壓在 20mV 以內，屬于非常優秀。5) RRIO(輸入輸出均軌至軌)審核編輯黃宇
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