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运放的作用是调节和放大模拟信号#xff0c;它是用途十分广泛的器件#xff0c;接入适当的反馈网络#xff0c;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#xff0c;并将…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rid1GΩ~1TΩIb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级 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。 欢迎加入硬件QQ群101 808 3751一起讨论硬件问题分享调试心得共同成长。
