运放参数详解,超详细
运算放大器参数详解

运算放大器参数详解运算放大器(通常简称为运放)是一种广泛应用于模拟信号处理领域的电子器件。
它被广泛应用于各种不同的电子设备中,包括音频放大器、模拟电路、数字电路等。
以下是对运算放大器参数的详细解释:1. 带宽增益乘积:这是运算放大器的一个重要指标,它等于开环带宽与开环增益的乘积。
这个参数可以用来估算运放在高频应用中的性能。
2. 开环增益:开环增益是运算放大器在没有反馈的情况下,输入电压与输出电压之比。
这是一个衡量运放放大能力的参数。
3. 最大差模输入电压:这是指运放可以接受的最大差分输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
4. 最大共模输入电压:这是指运放可以接受的最大共模输入电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
5. 最大输出电压:这是指运放在安全工作范围内可以输出的最大电压。
超过这个电压,运放可能会被损坏。
6. 电源电压范围:这是指运放正常工作所需的最小和最大电源电压。
低于最小电压,运放可能无法正常工作;高于最大电压,运放可能会被损坏。
7. 功耗:这是指运放在正常工作条件下消耗的功率。
这是一个重要的环保指标,因为电子设备的功耗直接影响到其热量产生和能源消耗。
8. 输入阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输入端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
9. 输出阻抗:这是指运放在没有反馈的情况下,输出端的电阻抗。
这个参数可以影响运放在特定应用中的性能。
10. 带宽增益乘积与最大带宽:带宽增益乘积是指运算放大器在特定频率下达到特定增益所需的带宽,通常以Hz为单位表示。
最大带宽是指运放在不失真的情况下可以处理的最高频率信号。
这两个参数共同决定了运算放大器处理高频信号的能力。
11. 建立时间:这是指运算放大器从启动到达到最终输出值所需的时间。
这个参数对于需要快速响应的电路设计来说非常重要。
12. 失调电压:这是指运算放大器在没有输入信号的情况下,输出端的直流偏置电压。
这个参数可能会对电路的直流性能产生影响。
运算放大器常见参数解析

运算放大器常见参数解析运算放大器是一种功率放大器,可以将输入电压放大到更大的输出电压,同时保持输入电压与输出电压之间的线性关系。
在电子设备与电路中广泛应用,例如音频放大器、通信系统等。
下面将对运算放大器的常见参数进行解析。
1.增益(Av):运算放大器的增益即输出电压与输入电压之间的比值,通常用一个数字表示。
增益越大,输出信号放大倍数就越高。
运算放大器通常有固定增益和可调增益两种类型。
2. 输入偏置电压(Vos):运算放大器的输入端有一个微小的直流偏置电压,即输入电压接近于零时实际电压。
输入偏置电压可以引起输出偏置电压,影响放大器的性能。
常见解决方法是使用一个偏置调零电路来降低输入偏置电压。
3.输入偏置电流(Ib):运算放大器的输入端也有一个微小的直流偏置电流。
输入偏置电流过大会引起伪输出电压,并对信号放大造成影响。
输入偏置电流可以通过使用PN结和电流源进行补偿。
4. 输入电阻(Rin):输入电阻是指运算放大器输入端对外部电路的等效电阻。
输入电阻越大,输入电压的损失就越小,维持输入信号的原始性。
输入电阻对应于差模模式和共模模式。
5.带宽(BW):运算放大器的带宽是指输出信号能够跟随输入信号的频率范围。
带宽越高,放大器能够处理更高频率的信号。
带宽可以通过增加放大器的带宽限制元件来提高。
6. 输出电阻(Rout):输出电阻是指运算放大器输出端对外部电路的等效电阻。
输出电阻影响着输出电压的稳定性和与外部电路的匹配性。
输出电阻越小,输出电压与负载电阻的影响就越小。
7.摆幅(Av):摆幅是指运算放大器能够提供的最大输出电压幅值。
摆幅取决于供电电源电压和运算放大器内部极限电压。
摆幅越大,放大器能够输出的电压范围就越广。
8.直流增益(Ao):直流增益是指运算放大器在输入信号频率为零时的增益。
直流增益可以决定运算放大器的静态精度,即输出电压与输入电压之间的比值。
9.共模抑制比(CMRR):共模抑制比是指运算放大器对共模信号的压制能力。
运算放大器参数说明及选型指南

运算放大器参数说明及选型指南一、运放的参数说明:1.增益:运算放大器的增益是指输出信号与输入信号之间的比值,通常用V/V表示。
增益可以是固定的,也可以是可调的。
增益决定了输出信号相对于输入信号的放大程度。
2.带宽:运算放大器的带宽是指在其增益达到-3dB时的频率范围。
带宽决定了运放的工作频率范围,对于高频应用,需要选择具有宽带宽的运放。
3.输入偏置电压:输入偏置电压是指在无输入信号时,运放输入端的直流偏置电压。
输入偏置电压可能会引入偏置误差,对于精密测量电路,需要选择输入偏置电压尽可能小的运放。
4.输入偏置电流:输入偏置电流是指在无输入信号时,运放输入端的直流偏置电流。
输入偏置电流可能会引起输入端的电平漂移,对于高精度应用,需要选择输入偏置电流尽可能小的运放。
5.输入偏置电流温漂:输入偏置电流温漂是指输入偏置电流随温度变化的比例。
输入偏置电流温漂可能会导致运放的工作点发生变化,对于温度变化较大的应用,需要选择输入偏置电流温漂较小的运放。
6.输入噪声:输入噪声是指在无输入信号时,运放输入端产生的噪声。
输入噪声可能会影响信号的纯净度,对于低噪声应用,需要选择输入噪声较低的运放。
7.输出电流:输出电流是指运放输出端提供的最大电流。
输出电流决定了运放的输出能力,在驱动负载电流较大的应用中,需要选择输出电流较大的运放。
8.输出电压:输出电压是指运放输出端能够提供的最大电压。
输出电压决定了运放的输出范围,在需要大幅度信号放大的应用中,需要选择输出电压较大的运放。
二、选型指南:1.确定应用需求:根据实际应用需求确定所需的放大倍数、带宽、输入/输出电压等参数。
例如,对于音频放大器,需要考虑音频频率范围、输出功率等因素。
2.选择性能指标:根据应用需求选择合适的性能指标。
不同应用对各个参数的要求可能会有所差异,需根据实际情况进行权衡与选择。
3.查询产品手册:查询供应商的产品手册或网站,获取相关产品的详细参数信息。
产品手册通常会提供各项参数的典型值和极限值,可以用于评估是否满足需求。
运放参数详解以及参数测试原理和电路11

运放参数解析定义大全一、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益后,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。
二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力对于小信号,一般用单位增益带宽表示。
单位增益带宽,也叫做增益带宽积,能够大致表示运放的处理信号频率的能力。
例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率1MHz/100=10KHz。
对于大信号的带宽,即功率带宽,需要根据转换速度来计算。
对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。
1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。
2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。
3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。
就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。
当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。
在这种情况下要算功率带宽,FPBW=Sr/2πVp-p。
也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。
运放参数的详细解释和分析

运放参数的详细解释和分析我始终觉得运放的压摆率(SR)是与运放的增益带宽积GBW同等重要的一个参数。
但它却常常被人们所忽略。
说它重要的原因是运入的增益带宽积GBW是在小信号条件下测试的。
而运放处理的信号往往是幅值非常大的信号,这更需要关注运放的压摆率。
压摆率可以理解为,当输入运放一个阶跃信号时,运放输出信号的最大变化速度,如下图所示它的数学表达式为:因此在运放的数据手册中查到的压摆率的单位是V/us.下表就是运放datasheet中标出的运放的压摆率。
我在实验室里测过OPA333对阶跃信号响应的波形如下图所示。
希望能让大家看的更直观:讨论完定义和现象,我们来看一下压摆率SR的来源。
先看一下运放的内部结构:这个图有点眼熟,是的,运放的SR主要限制在内部第二级的Cc 电容上。
这个电容同时也决定着运放的带宽。
那运放的压摆率,主要是由于对第二级的密勒电容充电过程的快慢所决定的。
再深究一下,这个电容的大小会影响到运放的压摆率,同时充电电流的大小也会影响到充电的快慢。
这也就解释了,为什么一般超低功耗的运放压摆率都不会太高。
好比水流流速小,池子又大。
只能花更长的时间充满池子。
下表是一些常用到TI运放的压摆率和静态电流:上面简单说了一个影响压摆率SR的因素。
下面该说SR对放大电路的影响了。
它的直接影响,就是使输出信号的上升时间或下降时间过慢,从而引起失真。
下图是测试的OPA333增益G=10时波形。
由于OPA333的增益带宽积为350kHz,理论上增益为10的时候的带宽为35kHz。
但下图是24kHz时测试的结果。
显然输出波形已经失真,原因就是压摆率不够了。
带宽也变成了27kHz左右。
运放参数详解超详细

运放参数详解超详细运放,全称为运算放大器,是一种主要用于电子设备中的放大电路。
它能够接收输入信号并在输出端放大,以达到放大信号的效果。
运放广泛应用于放大、滤波、积分、微分、求和、差分等电路中,是现代电子电路中不可或缺的元件之一在使用运放时,需要了解一些重要的参数,这些参数将影响到运放的性能和应用。
下面将详细介绍一些常见的运放参数:1.增益:增益指的是输入信号经过运放放大后的输出信号与输入信号之间的比例关系。
增益可以是小信号增益,即输入信号幅度相对较小的情况下的增益;也可以是大信号增益,即输入信号幅度较大的情况下的增益。
通常使用dB(分贝)来表示增益大小。
2.带宽:带宽是指运放能够正确放大的频率范围。
在带宽之外的信号将会被放大产生失真。
带宽通常以Hz(赫兹)表示,常见的运放带宽为几百kHz到几GHz。
3.输入电阻:输入电阻指的是运放输入端的电阻阻抗。
输入电阻越大,表示输入信号的损耗越小,输出信号与输入信号之间的电压差会更小。
输入电阻一般以欧姆(Ω)表示。
4.输出电阻:输出电阻指的是运放输出端的电阻阻抗。
输出电阻越小,表示运放输出信号的能力越强,能够驱动更大的负载。
输出电阻一般以欧姆(Ω)表示。
5.失调电流:失调电流是指运放输入端的两个输入电流之间的差异。
失调电流越小,表示运放的两个输入端能够更好地匹配,从而减小了对输入信号的失真。
失调电流一般以安培(A)表示。
6.偏置电压:偏置电压是指运放两个输入端相对于公共模式电压的偏差。
偏置电压越小,表示运放能够更好地接近理想运算放大器模型,减小了对输入信号的失真。
偏置电压一般以伏特(V)表示。
7.输出偏置电压:输出偏置电压是指运放输出端相对于公共模式电压的偏差。
输出偏置电压越小,表示运放输出信号更加准确,能够更好地匹配输入信号。
输出偏置电压一般以伏特(V)表示。
8.运放噪声:运放噪声是指运放输出信号中存在的由运放本身引起的随机噪声。
运放噪声分为输入噪声和输出噪声,通常以nV/√Hz(纳伏特/根赫兹)表示。
运放的关键参数详细介绍

1.1 运放的工作原理 运放全称是运算放大器,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。
运放是一个从功能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,如今绝大部分的运放是以芯片的形式存在。
运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
图5.1 运放端口图运放如上图有两个输入端——2(反相输入端),3(同相输入端)和一个输出端1。
也分别被称为反向输入端,同向输入端和输出端。
Out运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放,其输出可在零电压两侧变化,在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放,输出在电源与地之间的某一范围变化。
“轨到轨”运放的电压输出范围会很接近供电电源的电压。
1.2 运放的常用分类和参数1.2.1 运放的常用分类按照运放的参数来分,运放可分为如下几类。
1) 通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。
这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指标能适合于一般性使用。
例μA741(单运放-美国仙童60年代末后的经典)、LM358(双运放)、LM324(四运放-TI-公司有用)及以场效应管为输入级的LF356都属于此种。
它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2) 高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般r id >1G Ω~1T Ω,I B 为几皮安到几十皮安。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大器的差分输入级。
用FET 作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,但输入失调电压较大。
常见的集成器件有LF355、LF347(四运放)及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
3) 低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变化。
运放性能参数详解大全

运放参数解析定义全一、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益后,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。
二、运放的带宽是表示运放能够处理交流信号的能力对于小信号,一般用单位增益带宽表示。
单位增益带宽,也叫做增益带宽积,能够大致表示运放的处理信号频率的能力。
例如某个运放的增益带宽=1MHz,若实际闭环增益=100,则理论处理小信号的最大频率1MHz/100=10KHz。
对于大信号的带宽,即功率带宽,需要根据转换速度来计算。
对于直流信号,一般不需要考虑带宽问题,主要考虑精度问题和干扰问题。
1、运放的带宽简单来说就是用来衡量一个放大器能处理的信号的频率范围,带宽越高,能处理的信号频率越高,高频特性就越好,否则信号就容易失真,不过这是针对小信号来说的,在大信号时一般用压摆率(或者叫转换速率)来衡量。
2、比如说一个放大器的放大倍数为n倍,但并不是说对所有输入信号的放大能力都是n倍,当信号频率增大时,放大能力就会下降,当输出信号下降到原来输出的0.707倍时,也就是根号2分之一,或者叫减小了3dB,这时候信号的频率就叫做运放的带宽。
3、当输出信号幅度很小在0.1Vp-p以下时,主要考虑增益带宽积的影响。
就是Gain Bandwidth=放大倍数*信号频率。
当输出信号幅度很大时,主要考虑转换速率Sr的影响,单位是V/uS。
在这种情况下要算功率带宽,FPBW=Sr/2πVp-p。
也就是在设计电路时要同时满足增益带宽和功率带宽。
三、运放关于带宽和增益的主要指标以及定义1、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(或是相当于运放的直流增益的0.707)所对应的信号频率。
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运放参数的详细解释和分析1—输入偏置电流和输入失调电流一般运放的datasheet中会列出众多的运放参数,有些易于理解,我们常关注,有些可能会被忽略了。
在接下来的一些主题里,将对每一个参数进行详细的说明和分析。
力求在原理和对应用的影响上把运放参数阐述清楚。
由于本人的水平有限,写的博文中难免有些疏漏,希望大家批评指正。
第一节要说明的是运放的输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .众说周知,理想运放是没有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .的。
但每一颗实际运放都会有输入偏置电流Ib和输入失调电流Ios .我们可以用下图中的模型来说明它们的定义。
输入偏置电流Ib是由于运放两个输入极都有漏电流(我们暂且称之为漏电流)的存在。
我们可以理解为,理想运放的各个输入端都串联进了一个电流源,这两个电流源的电流值一般为不相同。
也就是说,实际的运入,会有电流流入或流出运放的输入端的(与理想运放的虚断不太一样)。
那么输入偏置电流就定义这两个电流的平均值,这个很好理解。
输入失调电流呢,就定义为两个电流的差。
说完定义,下面我们要深究一下这个电流的来源。
那我们就要看一下运入的输入级了,运放的输入级一般采用差分输入(电压反馈运放)。
采用的管子,要么是三级管bipolar,要么是场效应管FET。
如下图所示,对于bipolar,要使其工作在线性区,就要给基极提供偏置电压,或者说要有比较大的基极电流,也就是常说的,三极管是电流控制器件。
那么其偏置电流就来源于输入级的三极管的基极电流,由于工艺上很难做到两个管子的完全匹配,所以这两个管子Q1和Q2的基极电流总是有这么点差别,也就是输入的失调电流。
Bipolar输入的运放这两个值还是很可观的,也就是说是比较大的,进行电路设计时,不得不考虑的。
而对于FET输入的运放,由于其是电压控制电流器件,可以说它的栅极电流是很小很小的,一般会在fA级,但不幸的是,它的每个输入引脚都有一对ESD保护二极管。
这两个二极管都是有漏电流的,这个漏电流一般会比FET的栅极电流大的多,这也成为了FET 输入运放的偏置电流的来源。
当然,这两对ESD保护二极管也不可能完全一致,因此也就有了不同的漏电流,漏电流之差也就构成了输入失调电流的主要成份。
下面列表中上表是bipolar的LM741的输入偏置电流和输入失调电流,这个电流流到外面电阻,即使是K欧级的,也会产生几十uV的失调电压,再经放大,很容易就会使输出的电压误差到mV级。
下表则是CMOSFET的OPA369的输入偏置电流和输入失调电流,这两个值要小的多了,比较好的COMS运放输入偏置电流和输入失调电流的典型值可以做到小于1pA的目标。
这里还要强调的是,ESD的反向漏电流是与其反相电压有关的。
因此当Vin=(Vcc-Vss)/2 时,加在两个ESD保护二极管的电压相当,他们的反向电流可以认为是近似相等的,此时理想情况是无电流流入或流出的,实际情况是电流达到最小值。
因此这时有最小的偏置电流,当运放输入端电压Vin不等于(Vcc-Vss)/2,势必造成一个二极管的反向电压高,另一个低,此时两个二极管的反向漏电流就不等了,这个差电流就会构成了输入偏置电流的主要成份。
这个现场称为领节效应。
因此要使FET输入偏置电流最小,就要把共模电压设置在(Vcc-V ss)/2处。
上面分析了定义和来源。
下面就要说说这两个参数对电路的影响了,输入偏置电流会流过外面的电阻网络,从而转化成运放的失调电压,再经运放话后就到了运入的输出端,造成了运放的输入误差。
这也就说明了,在反向放大电路中,为什么要在运放的同相输入端连一个电阻再接地的原因。
并且这个电阻要等于反向输入端的电阻和反馈电阻并联后的值。
这就是为了使两个输入端偏置电流流过电阻时,形成的电压值相等,从而使它们引入的失调电压为0。
这样说,太抽象了,还是看下面一组图容易理解一些。
再有一点,对于微小电流检测的电路,一般为跨阻放大电路,如光电二极管的探测电路,一般有用光信号都比较微弱转化的光电源信号更微弱,常常为nA级甚于pA级。
这个电路的本意是想让光电流向反馈电阻流动从而在放大电路输出端产生出电压。
如果选用的运放的输入偏置电流过大,刚这个微弱的光电流会有一部分流入到运放的输入端,而达不到预设的I/V线性转化。
还需要注意的一点时,许多运放的输入失调电流会随着温度的变化而变化,如下图所示OPAl350的输入失调电流会在高于25度时快速的升高。
在100度时的输入偏置电流是25度时的几百倍。
如果设计的系统是在很宽的温度范围内工作,这一因素不得不考虑。
以上啰啰嗦嗦的讲了运放的输入偏置电流和失调电流,希望对大家有用。
下一节中将详细剖析其它参数。
运放参数的详细解释和分析2—如何测量输入偏置电流Ib,失调电流Ios上一节讲了运放输入偏置电流和输入失调电流。
这一节给出输入偏置电流测量方式。
总体来说主要有两种测试方法,一种是让输入偏置电流流入一个大的电阻,从而形成一个失调电压,然后放大失调电压并进行测量,这样就可以反算出输入偏置;另一种方法是让输入偏置电流流入一个电容,用电容对这个电流进行积分,这样只要测和电容上的电压变化速率,就可以计算出运放的偏置电流。
先介绍第一种方法,具体电路如下图所示,C1是超前补偿电容以防止电路的振荡,根据实际电路选择。
OP2是测试辅助运放,需选低偏置电压和低偏置电流的运放。
测试步骤和原理下面一步一步进行推算。
(1)首先测试运放的失调电压。
关闭S1和S2,测试出OP2运放的输出电压记下Vout 。
则输入失调电压为:(2)打开S2,待测运放的Ib+流入R2,会形成一个附加的失调电压Vos1,测试出OP2运放的输出电压记下Vout1。
则运放同向输入失调电压为:(2)关闭S2,打开S1,待测运放的Ib-流入R1,会形成一个附加的失调电压Vos2,测试出OP2运放的输出电压记下Vout2。
则运放反向输入失调电压为:(4)运放输入偏置电流为Ib=[(Ib+)+(Ib-)]/2运放输入失调电流为Ios=(Ib+)-(Ib-)这种测试方法有几个缺点,一个是使用了很大的电阻R1和R2,一般会是M欧级,这两个电阻引入了很大的电压噪声。
受到电阻R1和R 2的阻值的限制,难以测得FET输入运放的偏置电流。
第二种方法测试方法,是让运放的输入偏置电流流入电容,具体测试如下图。
从图中的公式很容易理解测试的原理,这个测试的关键,是选取漏电流极小的电容。
(1)打开S1,IB+流入电容C,用示波器观察Vo的变化,结果如下图,按上图的方法就可以计算出IB+。
ΔV /m VΔt/sC /nFIb /nANo.1IB+ 166 6.68 9.54 0.23 7072(2)关闭S1打开S2,IB-流入电容C,用示波器观察Vo的变化,结果如下图,可以计算出IB-。
(3)再根据定义就可以计算出运放的输入偏置电流和失调电流。
ΔV /m VΔt/sC /nFIb /nANo.1IB- 44 3.22 9.54 0.13 036这种测试方法可以测得fA级的失调电流。
测试时需要选用低漏电流的电容,推荐使用极低漏电流的特氟龙电容,聚丙烯(PP)电容或聚苯乙烯电容。
再分享一个经验,就是贴片电容在焊接过程中,由于引脚可能残留焊锡膏等杂质,会使FET运放的漏电流大大的增加。
曾经测试一个偏置电流为小于10pA级的运放,由于没有对引脚进行清洗,结果测得结果出现了很大的误差,或者叫差错,达了nA的水平了。
运放参数的详细解释和分析3—输入失调电压Vos及温漂在运放的应用中,不可避免的会碰到运放的输入失调电压Vos问题,尤其对直流信号进行放大时,由于输入失调电压Vos的存在,放大电路的输出端总会叠加我们不期望的误差。
举个简单,老套,而经典的例子,由于输入失调电压的存在,会让我们的电子秤在没经调校时,还没放东西,就会有重量显示。
我们总不希望,买到的重量与实际重有差异吧,买苹果差点还没什么,要是买白金戒指时,差一克可是不少的money哦。
下面介绍一下运放的失调电压,以及它的计算。
最后再介绍一些TI的低输入失调电压运放。
不足之处,多多拍砖。
理想情况下,当运放两个输入端的输入电压相同时,运放的输出电压应为0V,但实际情况确是,即使两输入端的电压相同,放大电路也会有一个小的电压输出。
如下图,这就是由运放的输入失调电压引起的。
当然严格的定义应为,为了使运放的输出电压等于0,必需在运放两个输入端加一个小的电压。
这个需要加的小电压即为输入失调电压Vos。
注意,是为了使出电压为0,而加的输入电压,而不是输入相同时,输出失调电压除以增益(微小区别)。
运放的输入失调电压来源于运放差分输入级两个管子的不匹配。
如下图。
受工艺水平的限制,这个不匹配是不可避免的。
差分输入级的不匹配是个坏孩子,它还会引起很多其他的问题,以后介绍。
曾经请教过资深的运放设计工程师,据他讲,两个管子的匹配度在一定范围内是与管子的面积的平方根成正比,也就是说匹配度提高为原来的两倍。
面积要增加四倍,当到达一个水平时,即使再增加面积也不会提高匹配度了。
提高面积是要增加IC的成本的哦。
所在有一个常被使用的办法,就是在运放生产出来后,进行测试,然后再Trim(可以理解为调校了)。
这样就能使运放的精度大在提高。
当然,测试和Tr im都是需要成本的哦。
所以精密运放的价格都比较贵。
这段只当闲聊,呵呵。
我们关注输入失调电压,是因为他会给放大电路带来误差。
下面就要分析它带来的误差。
在计算之前,我们再认识一个让我们不太爽的参数,失调电压的温漂,也就是说,上面提到的输入失调电压会随着温度的变化而变化。
而我们的实际电路的应用环境温度总是变化的,这又给我们带来了棘手的问题。
下表就是在OPA376 datasheet上截取下来的参数。
它温漂最大值为1uV/℃(-40℃to 85℃)。
一大批运放的Vos是符合正态分布的,因此datasheet一般还会给出offset分布的直方图。
当温度变化时,输入失调电压温漂的定义为:刚忘记了另一个重要的参数,就是运放输入失调电压的长期漂移,一般会给出类似uV/1000hours或uV/moth等。
有些datashe et会给出这一参数。
下面举例计算一下OPA376,在85℃时的最大失调电压,主要是两部分,一部分是25度时的输入失调电压,另一部分是温度变化引起的失调电压漂移。
具体步聚如下图。
从结果来看似1uV/℃温漂,在乘上温度变化时,就成为了误差的主导。
因此,如果设计的电路在宽的温度范围下应用,需在特别关注温漂。
Vos(85℃)= 25uV+60uV=85uV.如果放大电路的Gain改为100,则最大输出失调电压就为8.5mV。
这是最差的情况。
关于输入失调电压的测试在"运放参数的详细解释和分析-p art2,如何测量输入偏置电流Ib,失调电流Ios"中有介绍,感兴趣的话,可以去看看。