集成运放的性能指标归纳
- 格式:pdf
- 大小:66.66 KB
- 文档页数:3
集成运算放大器的主要参数表征集成运放的技术性能有20多种技术指标,其中常用的有13种。
1. 开环差模电压增益od A ∙(越大越好)od A ∙是指运放在开环(无反馈)状态下的差模电压放大倍数,即od odid U U A ∙∙∙=,用分贝数表示为20lg od A ∙,性能较好的集成运放可达140dB 。
2. 共模抑制比K CMR (越大越好)K CMR 主要取决于输入级差动放大电路的共模抑制比,其定义为CMR K od oc A A ∙∙=,用分贝数表示为20lg K CMR ,性能好的集成运放可达120dB 。
3. 差模输入电阻r idr id 是在输入差模信号时,运放的输入电阻。
性能好的集成运放是运放输入级向差模输入信号源索取电流大小的标志。
r id 越大,集成运放从信号源索取的电流越小。
4. 输入失调电压U IO (越小越好)U IO 指在无调零电位器时,为使静态输出电压为零而在输入端应加的补偿电压,其大小反映输入级差分对管U BE 的对称程度。
5. 输入失调电压的温漂d u IO /d T (越小越好)d u IO /d T 指输入失调电压u IO 的温度系数,其值越小,表明集成运放的温漂越小。
另外,U IO 可用调零电位器补偿,但d u IO /d T 却无法消除。
6. 输入失调电流I IO (越小越好)I IO 是反映运放输入级差分对管输入电流对称性的参数,12IO B B I I I =-。
I IO 越小表明差分对管β的对称性越好。
7. 输入失调电流的温漂d i IO /d T (越小越好)d i IO /d T 是输入失调电流的温度系数。
8. 输入偏置电流I IB (越小越好)I IB 指输入级差分对管的基极(栅极)偏置电流,I IB =(I B1+I B2)/2。
若I IB 大,则在信号源内阻不同时,对集成运放工作点的影响大。
同时,使输入失调电流I IO 及其温漂d i IO /d T 也大,影响运算精度。
理想集成运放的三个主要参数
理想集成运放是模拟集成电路中非常重要的器件,具有许多优良的性能。
其三个主要参数是:开环差模电压放大倍数Aod、差模输入电阻Rid和输出电阻Ro。
以下是关于这三个参数的详细解释:
首先,开环差模电压放大倍数Aod是理想集成运放的重要参数之一。
它是指在无反馈情况下,运放输出电压与输入差模电压的比值。
这个参数描述了运放在没有反馈控制下的增益能力。
通常,理想运放的Aod非常大,这意味着它能够将差模信号放大很多倍。
在实际应用中,由于存在反馈回路,运放的开环增益可能并不直接影响其闭环增益。
其次,差模输入电阻Rid也是理想集成运放的一个重要参数。
它表示差模信号输入时,运放的输入电阻。
这个参数反映了运放在信号输入端的阻抗特性。
高的Rid意味着对信号的衰减很小,有利于信号的传输和处理。
在实际应用中,Rid 通常非常大,以确保信号的完整性。
最后,输出电阻Ro是理想集成运放的第三个主要参数。
它表示运放输出端的内阻。
这个参数反映了运放在带负载能力方面的性能。
理想运放的Ro应该非常小,这意味着它能够驱动很大的负载而不失真。
在实际应用中,Ro的大小会受到多种因素的影响,如电源电压、负载阻抗等。
综上所述,理想集成运放的三个主要参数Aod、Rid和Ro分别反映了其在放大能力、输入阻抗和输出驱动能力方面的性能。
这些参数的优化和平衡使得理想集成运放成为一种高性能、高稳定性的模拟电路器件,广泛应用于各种电子系统中。
在设计和应用理想集成运放时,了解这些参数的具体数值和应用范围是非常重要的,以确保系统的稳定性和性能。
集成运放的技术指标
1.开环差模电压增益Aod
2.输入失调电压UId
在运放的两个输入端外加一补偿电压,使运放输出电压为零。
3.输入失调电压dUIO/dT
UIO的温度系数,衡量集成运放的温漂特性,通过调零的方法很难补偿。
4.输入偏置电流IIB
输出为零时,两个输入端所需电流的平均值
5. 输入失调电流IIO
集成运放输出电压为零时,两个输入端的偏置电流之差。
IIO=|IB1-IB2|
6.输入失调电流的温漂dIIO/dT
系数在规定工作范围内IIO的温度
7.差模输入电阻rid
集成运放在输入差模信号时的输入电阻
8.共模抑制比KCMR
放大器开环差模电压增益与共模电压增益之比。
10.最大差模输入电压UIdmax
同相输入端与反向输入端之间能承受的最大电压值
11.开环输出电阻ro
运放开环时的动态输出电阻
12.最大输出电压UOmax
在规定的电源电压和负载条件下,放大器能输出的最大电压
13.最大输出电流IOmax
放大器在最大电压下所能输出的最大电流
14.-3dB带宽fH和单位增益带宽fC
fH是指开环增益下降3dB时的频率;fC是指开环增益下降至零时的频率。
当输入信号频率连续增大,AOd连续下降,当AOd=1时,与此对应的频率fC称为单位增益带宽。
15.静态损耗PC
集成运放在输出电压为零时所消耗的电源功率。
集成运放的特性和主要性能指标一、集成运放的电压传输特性和三项基本参数例:设Aod=105,、为±10V,则±Vin=±10/105 =±10-4V =±0.1mV,集成运放线性放大区所对应的输入信号范围很小。
在理想条件下集成运放的电压传输特性曲线通过坐标原点。
运放的电压既可以用增量(或交流量)表示,也可以用瞬时量表示。
实际运放的传输特性曲线不通过坐标原点,称为输出失调。
为了弥补输出失调电压,通常在运放输入级电路中设置了调零端。
(1)开环差模电压放大倍数AodAod一般为104~106(即80~120dB)。
在手册中Aod 常以V/mV作单位,如100V/mV即为105。
(2)差模输入电阻Rid,。
如CF741的Rid≈1MΩ,高阻型运放的Rid 可达104M Ω以上。
(3)输出电阻Ro集成运放的输出电阻R。
,通常为100Ω至1kΩ之间。
二、集成运放的失调参数(1)输入失调电压VIO:集成运放在VId=0时的输出电压称作输出失调电压,记作Voo。
为了使输出电压回到零,需在输入端加上反向补偿电压,该补偿电压称为输入失调电压,。
(2)输入失调电压漂移dVIO/dT。
输入失调电压的温度系数,反映输入失调电压随温度而变化的程度。
(3)输入失调电流IIO。
反映集成运放输入端输入电流的不平衡程度。
:输入失调电流;:输入偏置电流。
(4)输入失调电流温漂dIIO/dT:反映输入失调电流IIO 随温度而变化的程度分析输出失调电压和失调电流的模型。
,(1) 应选择R1=R2。
R1、R2 称为输入平衡电阻。
(2) R1和R2越小,则IIO对Voo的影响也越少。
因此,在实际使用时,要求运放两个输入端的外接平衡电阻相等且较小。
(3) 由于运放开环增益很大,即使运放输入端短路,运放的输出电压也已进入接近±Vcc的电压了(假定Aod=104,VIO为1.5mV,则Voo已达15V)。
集成运放的主要性能指标在考察集成运放的主要性能时,常用下列参数来描述。
1、开环差模电压放大倍数Aod开环差模电压放大倍数Aod指的是运放在没有外接反馈时的差模电压放大倍数。
即,常用分贝数(dB)表示,其分贝数为20lg,通用型集成运放的Aod通常在105左右,即100dB左右。
一般F007的Aod94dB。
抱负条件下,可以认为Aod≈∞。
2、共模抑制比KCMR共模抑制比KCMR等于差模放大倍数与共模电压放大之比的肯定值,即,也常用dB表示,其数值为20lg KCMR。
KCMR值越大,集成运放抑制共模信号的力量越强。
F007的KCMR80dB。
抱负条件下,可以认为KCMR≈∞。
3、差模输入电阻rid集成运放的差模输入电阻rid是指集成运放在输入差模信号时的输入电阻。
rid值越大运放向信号源猎取的电流越小。
F007的rid2MΩ.抱负条件下,可以认为rid≈∞。
4、输入失调电压UIO抱负的集成运放在输入电压为零时,输出电压也应为零,但由于输入级电路参数的不行能肯定对称等缘由,实际的集成运放输入为零时的输出并不为零。
输入失调电压UIO的数值等于为使输出为零在输入端所要加的补偿电压,其数值是ui=0时,输出电压折合到输入端电压的负值,即。
UIO反映了输出失调的程度,因而UIO的值越小越好。
F007的UIO2mV。
抱负条件下,可以认为UIO≈0。
5、输入失调电流IIO输入失调电流IIO的值等于运放的输入级差动放大电路两个静态输入电流的差值,它反映了运放两个静态输入电流的不对称程度。
IIO 的存在会产生输出的失调,因而IIO的值越小越好。
抱负条件下,可以认为IIO≈0。
6、最大公模输入电压UICmax集成运放对共模输入信号有抑制作用,但当共模输入电压超过肯定极限数值时,运放将不能正常工作甚至损坏,共模输入电压的这一极限数值就是集成运放的最大共模输入电压UICmax。
除上述主要参数外,集成运放的参数还有输入偏置电流IIB、最大差模输入电压UIDmax等。
集成运算放大器的主要参数有那些?2 集成运算放大器的主要参数有那些?答:1)开环差模电压增益开环差模电压增益是集成运放无外加负反馈情况下的直流差模增益,一般用对数表示,单位为分贝。
2) 差模输入电阻它是从集成运放两个输入端看进去的动态电阻,它会随着环境温度和频率而变,选用时我们希望输入电阻越大越好。
实际集成运放的输入电阻在兆欧数量级。
3) 输出电阻集成运放在开环工作时,它的输出电压变化量与输出电流变化量之比值。
其值大小可反映运放带负载能力。
通常要求集成运放的开环输出电阻越小越好,典型值一般在几十到几百欧姆之间。
4) 共模抑制比定义为开环差模放大倍数与开环共模放大倍数的比值,一般也用分贝表示。
共模抑制比反映了集成运放抑制共模信号的能力,其值越大,说明运放对共模干扰的抑制能力越强。
5) 输入失调电压理性(理想)的运算放大器,当输入电压u+=u-时,输出电压uo=0。
但实际的运算放大器中,如果要使uo=0,必须在输入端加一个很小的补偿电压,这个假设的电压就是输入失调电压,一般在毫伏数量级,高质量的在1mv以下。
显然它越小越好。
6) 输入失调电压温漂输入失调电压温漂代表输入失调电压的温度系数,是衡量运放温漂的重要指标。
一般运放为每度10~20uV,高质量的低于每度0.5uV。
这个指标往往比失调电压更为重要,因为可以通过调整电阻的阻值人为地使失调电压等于零,但却无法将失调电压的温漂调至零,甚至不一定能使其降低。
7) 输入偏置电流当输入电压为零时,集成运放两输入端静态基极电流的算术平均值。
此值主要取决于集成运放输入极的静态集电极和输入极放大管的β值。
11) 输入失调电流输入失调电流是输入电压为零值时,集成运放两端静态基极电流的差值,反映差动放大管输入电流不对称的程度。
其值越小越好。
12) 输入失调电流温漂代表输入失调电流的温度系数。
一般为每度几纳安,高质量的只有每度几十个皮安。
13) 最大共模输入电压集成运放输入端所加的共模电压超过某个值时,其共模抑制比将显著下降,甚至使集成运放不能维持正常工作,这一电压称为最大共模输入电压,此值的大小,反映了集成运放所能承受的共模干扰能力的大小。
理想集成运放的性能指标1 理想集成运放性能指标理想集成运放作为一种功率放大器,具有体积小,功耗低,低失真音频和空白电路器件等优点。
理想集成运放的性能指标在确定放大器是否合格方面可以提供有用的信息,有助于确定放大器的功率范围。
1.1 静态特性与功率放大器的静态特性有关的性能指标包括增益,电压增益和电流增益,以及增益带宽等。
典型的理想集成运放的性能指标如下:放大器的电压增益为0.5V/V ~ 1.5V/V,电流增益为2A/V ~ 10A/V,输入增益带宽10MHz ~ 17MHz,输入电阻1KΩ ~ 10KΩ,晶体管的摩尔失步率20dB~50dB。
1.2 动态特性除静态性能指标外,动态特性也是影响放大器性能的重要因素。
常用的理想集成运放性能指标有增益稳定度、均衡元件稳定性、增益驻波比、输入参考电阻零点补偿因子等。
增益稳定度一般应大于85dB,低频增益驻波比一般不小于40dB,输入参考电阻零点补偿因子一般应小于5mV/V。
1.3 稳压电路性能稳压电路是理想集成运放系统的基本组成部分。
稳压电路的性能可以用几个参数来表示,包括输出电压,输出电压稳定度,输出电流,输出电流波动,瞬态响应和负载调整率等。
一般来说,理想集成运放系统的输出电压应小于11V,输出电压稳定度应小于1‰,输出电流应小于50mA,负载调节率应大于2%。
理想集成运放是一种高性能的功率放大器,对它的装备要求相比一般的功率放大器更加苛刻。
因此,如何按照性能参数要求进行选择以及如何进行调试,准确认识运放的性能特性,对于实施理想集成运放有着至关重要的作用。
理想集成运放的性能指标包含了静态特性、动态特性和稳压电路性能等三个因素,为使放大器具有更好的质量,应详细认识这些性能指标,并严格按照规定的要求进行设计和调试。
4.3 集成运放的性能指标归纳1.开环差模电压放大倍数Aod开环差模电压放大倍数A od是指集成运放在开环情况下的空载电压放大倍数。
A od ,其值越大越好。
2.共模抑制比K CMR共模抑制比K CMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共模电压放大倍数之比的绝对值,即。
它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。
其值越大越好。
3.差模输入电阻是差模信号输入时,运放的开环输入电阻。
差模输入电阻4.输入失调电压U I0及其温漂dU IO/dTU是使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压,其数值是=0时,输出电压折合到输入端电压的负值,即U I0=。
U I0愈小,表明电路参数对称性愈好。
dU IO/dT是U I0的温度系数,其值愈小,表明运放的温漂愈小。
5.输入失调电流I I0及其温漂dI IO/dTI I0=|I B1-I B2|,I I0的大小反映了输入级差放管输入电流的不对称程度。
其值愈小愈好。
dI IO/dT是I I0的温度系数,其值愈小,表明运放的质量愈好。
6.输入偏置电流I IB输入偏置电流I IB是输入电压为零时,集成运放两输入端静态基极(栅极)电流的平均值,即I IB=(I B1+I B2)/2。
I IB愈小,信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也就愈小,I I0往往也愈小。
7.最大差模输入电压U IdMaxU IdMax是运放两输入端间所能承受的最大差模电压值。
超过该值,输入级某一側的晶体管将出现反向击穿现象。
8.最大共模输入电压U ICMaxU ICMax是两输入级能正常工作的情况下允许输入的最大共模信号。
当共模输入电压超过此值时,集成运放便不能对差模信号进行放大。
9.–3dB带宽fH–3dB带宽f H是指开环放大倍数A od随输入信号頻率升高而下降3dB所对应的频宽。
其值愈大愈好。
10.单位增益带宽是使A od=1(失去电压放大能力)时的信号频率,与晶体管的特征频率相类似。
集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。
集成运放的主要参数:1.开环特性参数(1)开环电压放大倍数Ao。
在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时,所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值,称为开环电压放大倍数。
Ao越高越稳定,所构成运算放大电路的运算精度也越高。
(2)差分输入电阻Ri。
差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。
它是指:开环运算放大器在室温下,加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。
一般为10k~3M,高的可达1000M以上。
在大多数情况下,总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。
(3)输出电阻Ro。
在没有外加反馈的情况下,集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。
它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻,其大小反映了放大器带负载的能力,Ro通常越小越好,典型值一般在几十到几百欧。
(4)共模输入电阻Ric。
开环状态下,两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻,称为共模输入电阻。
(5)开环频率特性。
开环频率特性是指:在开环状态下,输出电压下降3dB所对应的通频带宽,也称为开环-3dB带宽。
2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性,将产生一定的输入误差信号,从而限制里运算放大器的信号灵敏度。
通常用以下参数表示。
(1)输入失调电压Vos。
在室温及标称电源电压下,当输入电压为零时,集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值,即:Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。
当集成运放的输入端外接电阻比较小时。
失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。
Vos一般在mV级,显然它越小越好。
(2)输入失调电流Ios。
在常温下,当输入信号为零时,放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。
即:Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。
集成运算放大器特点及性能参数标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低,输入噪声低、增益稍低、成本低,精度不太高,功耗较高。
这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管,它们是电流型器件,输入阻抗低,输入噪声低、增益低、功耗高的特点,即使输入级采用多种技术改进,在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题,典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。
为了顾及频率特性,中间增益级不能过多,使得总增益偏小,一般在80~110dB之间。
标准硅工艺可以结合激光修正技术,使集成模拟运算放大器的精度大大提高,温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。
通过变更标准硅工艺,可以设计出通用运放和高速运放。
典型代表是LM324。
在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管,大大提高运放的开环输入阻抗,顺带提高通用运放的转换速度,其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。
典型开环输入阻抗在1000M 欧姆数量级。
典型代表是TL084。
在标准硅工艺中加入了MOS场效应管工艺的运算放大器分为三类,一类是是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为MOS场效应管,比结型场效应管大大提高运放的开环输入阻抗,顺带提高通用运放的转换速度,其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。
典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
典型代表是CA3140。
第二类是采用全MOS场效应管工艺的模拟运算放大器,它大大降低了功耗,但是电源电压降低,功耗大大降低,它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
第三类是采用全MOS场效应管工艺的模拟数字混合运算放大器,采用所谓斩波稳零技术,主要用于改善直流信号的处理精度,输入失调电压可以达到0.01uV,温度漂移指标目前可以达到0.02ppm。
在处理直流信号方面接近理想运放特性。
它的典型开环输入阻抗在10^12欧姆数量级。
集成运算放大器的主要性能指标有哪些集成运算放大器的主要性能指标有哪些?答:1、开环差模电压增益Aud. 当集成运放的输出端与输入端之间无任何外接原件连接时,输出电压与输入电压之比,定义为开环差模电压增益,即Aud=U0/ui。
集成运放的开环差模电压增益Aud 越大越好,理想运放的开环电压增益Aud→∞。
2、最大输出电压Uopp。
在指定的电源电压下,集成运放的最大不失真输出电压幅度,如F007 在电源电压为正负15V 时,Uopp 为正负12V。
3、差模输入电阻Rid。
集成运放的差模输入电阻Rid,就是从集成运放两个输入端看入的等效电阻。
它反映集成运放从信号源中吸取电流的大小。
定义Rid= Uid/Iid。
差模输入电阻Rid 越大越好,理想运放的差模输入电阻Rid →∞4、输出电阻R0。
集成运放的输出电阻就是从运放输出端向运放看入的等效信号源内阻,集成运放的输出电阻越小越好,理想运放的输出电阻R0→∞5、共模抑制比KCMR.集成运放的KCMR 与差放电路的定义相同,即差模电压增益与共模电压增益之比,常用分贝表示,即KCMR=20 ㏒∣Aud /Auc ∣(db)集成运放的共模抑制比越大越好理想运放KCMR →∞6、最大共模输入电压幅度uicm 。
当集成运放两个输入端之间所加的共模输入电压超过某一值时,运放不能正常工作,这个定值为最大共模输入电压。
F007 的uicm =12V7、最大差模输入电压幅度uidm 当集成运放两个输入端之间所加的差模输入电压超过某一值时,输入级的正常输入性能被破坏,这一定值称为最大差模输入电压幅度uidm 。
F007 的uidm =正负30V8、输入失调电压Uio 输入失调电压Uio 反应集成运放输入极対称性和各级电位配置好坏的指标。
静态时,输入电压不等于0.欲使Uo =0,必须在两个输入端之间外加一个补偿电压,即输入失调电压。
F007 的Uio 约为2mv。
集成运放的输入失调电压越小越好。
集成运放的性能指标归纳
1.开环差模电压放大倍数Aod
开环差模电压放大倍数Aod是指集成运放在开环情况下的空载电压放大倍数。
Aod ,其值越大越好。
2.共模抑制比KCMR
共模抑制比KCMR是集成运放的开环差模电压放大倍数和开环共模电压放大倍数之比的绝对值,即。
它是衡量输入级差放对称程度及表征集成运放抑制共模干扰信号能力的参数。
其值越大越好。
3.差模输入电阻
差模输入电阻是差模信号输入时,运放的开环输入电阻。
愈大,从信号源索取的电流愈小。
4.输入失调电压UI0及其温漂dUIO/dT
UI0是使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压,其数值是=0时,输出电压折合到输入端电压的负值,即UI0= 。
UI0愈小,表明电路参数对称性愈好。