原创 6.请善待闲置的OP AMP！(1)

6.   在双通道或者四通道中未使用的运算放大器，最好…

• a)      连接成单位增益放大器，同时输入端要在C-M范围内。%正解
• b)      将所有的引脚悬空。%悬空极易导致运放饱和
• c)       将输入端口都接到地，将输出端口悬空。%没有考虑到可能的失调电压
• d)      这是个不明智的实践。你应该选用一个单运放。%非也，可以使用a的方法解决

英文原文请戳：这里 。

客 户经常问的一个问题就是：“我该怎么配置我的双/四通道的运放器件上闲置的OP AMP？”虽然看起来这就好像大一学生问的问题一样简单，但运放的特性中却有一些细微的方面需要深刻地理解之后才能正确的使用它。一旦你理解了基本概念， 并能避免可能发生的情况，你就能够构造出一个运放妥当处理的电路。

避免不利情况

如果运放处理不妥当或者引脚悬空，由运放级影响而导致的情况将有不少：

1. 噪声敏感
2. 额外能量消耗(consumption)
3. 额外能量浪费(dissipation)
4. 电过载(EOS)

以上的情况都会导致器件性能下降(degradation)甚至”挂掉“(failure).

同时注意，一级运放(无论使用与否)在不利或难以预料的情况下的表现也会影响到同一器件中的其他级的OPAMP。即使器件“挂掉”是一种很奇葩的情况，其他级的性能下降仍令人头疼。

OPAMP思考

对于任何OPAMP，无论在预期电路中使用与否，输入、输出和增益都必须仔细地考虑。

1.输入：输入级比较复杂，需要分类进行说明：

1. 共模输入范围：必须满足条件以避免不可预料的非线性输出特性，包括扭曲和相位反转。超过供电电源( Exceeding the supply rail)的输入将会使器件处于闩锁状态。闩锁会在电路中的二极管/晶体管的电流失调时发生，导致电源短路并摧毁器件。
2. 差分输入电压速率：输入间超过这个最大电压速率会使输入级过载，并摧毁OPAMP。
3. 输入失调电压(VIO)：输入间的一个微小差分电压，会被放大并影响输出性能。

2.输出：当输出级被任意一个电源驱动时，它会进入饱和区(或超过)。一个输出值饱和的OPAMP消耗更多的电流，也因此比非饱和状态下的运放浪费更多的能量。

3.增益/反馈：OPAMP有着很大的开环增益。增益应该限制到某个较小的值，从而可以避免放大噪声而使输出饱和。推荐使用负反馈使电路更加稳定。

普通应用

在实际应用中，很多电路是由某些有很多运放的系统设计师设计的。使用假定的参数，我们来看一看这些电路，并预测一下它们可能的表现。

上图左侧，输入和输出都悬空或未接。理想情况下，PCB上没有寄生电路。但在实际中，寄生电容是存在的，它会吸收输入，将其导入地或是其他电位上。取决于你的PCB设计、电压等级、电缆布局以及一些其他的原因，寄生电场很有可能吸收两个输入脚的信号。

如果电位(electri field)V1 和V2 的电压大于OPAMP的规定输入范围，就违反了共模输入范围规范。如果V1或V2同时还超过了电源电压，则可能会引起闩锁或电过载。悬空的输入端将对电磁干扰或射频干扰异常敏感。很明显，应该避免这样的应用。

那么把输入端直接或串接电阻间接接地或者供电轨又如何呢？下图显示了上图中的进阶的三种应用情况。输入端不再悬空，也不再对电磁干扰或射频干扰敏感。基于更细致的观察，我们可以得到其他可能的结果。

(a)图把所有的输入端都接地，但是它忽略了输入端间的失调电压(VIO)。根据VIO的极性，输入端子间的极小电压差将会使得输出变成供电轨的其中一个<v+或v->。因为这个电路的开环增益很大，输出很容易饱和，器件将消耗额外的电流。这种应用也应避免。</v+或v->

(b)和(c)中的电路将输入连接到相反的供电轨上，VIO将不再是问题，但是这种方法有一个思维陷阱：它假设规定的输入范围能够容忍这种方式连接的输入端。然而，许多运放并不能接受一个由正负供电电源产生的差分输入电压。在这两种情况下，输入级将会电过载并损坏。这样的电路同时还没有反馈、开环增益又过大，(b)的输出将会是V+，(c)的输出将会是V-。这两种应用也该避免。

下接：6.请善待闲置的OP AMP！(2)