原创 运放参数解释及经常使用运放选型

集成运放的参数较多，当中主要参数分为直流指标和交流指标，外加全部芯片都有极限参数。本文以NE5532为例，分别对各指标作简单解释。
　　以下内容除了图片从NE5532数据手冊上截取，其他内容都整理自网络。
　　一、极限参数
　　主要用于确定运放电源供电的设计（提供多少V电压、最大电流不能超过多少），NE5532的极限參数例如以下：

　　二、直流指标
　　运放主要直流指标有输入失调电压、输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）、输入偏置电流、输入失调电流、输入偏置电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）、差模开环直流电压增益、共模抑制比、电源电压抑制比、输出峰-峰值电压、最大共模输入电压、最大差模输入电压。NE5532的直流指标例如以下：

　　输入失调电压Vos：
　　输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时。两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性。对称性越好。输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系。当中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间。採用场效应管做输入级的，输入失调电压会更大一些。对于精密运放。输入失调电压一般在1mV以下。输入失调电压越小，直流放大时中间零点偏移越小，越easy处理。
　　所以对于精密运放是一个极为重要的指标。
　　输入失调电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）ΔVos/ΔT：
　　输入失调电压的温度漂移定义为在给定的温度范围内，输入失调电压的变化与温度变化的比值。这个參数实际是输入失调电压的补充，便于计算在给定的工作范围内，放大电路因为温度变化造成的漂移大小。一般运放的输入失调电压温漂在±10~20μV/℃之间，精密运放的输入失调电压温漂小于±1μV/℃。
　　输入偏置电流Ios：
　　输入偏置电流定义为当运放的输出直流电压为零时，其两输入端的偏置电流平均值。输入偏置电流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。
　　输入偏置电流与制造工艺有一定关系，当中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入偏置电流在±10nA~1μA之间；採用场效应管做输入级的，输入偏置电流一般低于1nA。
　　输入失调电流的温度漂移（简称输入失调电流温漂）ΔIos/ΔT：
　　最大共模输入电压Vcm：
　　最大共模输入电压定义为，当运放工作于线性区时。在运放的共模抑制比特性显著变坏时的共模输入电压。一般定义为当共模抑制比下降6dB 是所相应的共模输入电压作为最大共模输入电压。
　　最大共模输入电压限制了输入信号中的最大共模输入电压范围。在有干扰的情况下。须要在电路设计中注意这个问题。
　　共模抑制比CMRR：
　　共模抑制比定义为当运放工作于线性区时。运放差模增益与共模增益的比值。
　　共模抑制比是一个极为重要的指标，它可以抑制差模输入中的共模干扰信号。因为共模抑制比非常大。大多数运放的共模抑制比一般在数万倍或很多其他，用数值直接表示不方便比較，所以一般採用分贝方式记录和比較。一般运放的共模抑制比在80~120dB之间。
　　电源电压抑制比PSRR：
　　电源电压抑制比定义为当运放工作于线性区时，运放输入失调电压随电源电压的变化比值。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。
　　对于电源电压抑制比低的运放，运放的电源须要作认真仔细的处理, 否则电源的纹波会引入到输出端。当然，共模抑制比高的运放，可以补偿一部分电源电压抑制比，另外在使用双电源供电时。正负电源的电源电压抑制比可能不同样。
　　输出峰-峰值电压Vout：
　　输出峰-峰值电压定义为。当运放工作于线性区时。在指定的负载下，运放在当前大电源电压供电时，运放可以输出的最大电压幅度。
　　除低压运放外。一般运放的输出输出峰-峰值电压大于±10V。一般运放的输出峰-峰值电压不能达到电源电压，这是因为输出级设计造成的，现代部分低压运放的输出级做了特殊处理，使得在10k?
　　负载时，输出峰-峰值电压接近到电源电压的50mV以内，所以称为满幅输出运放，又称为轨到轨（raid-to-raid）运放。
　　须要注意的是。运放的输出峰-峰值电压与负载有关，负载不同，输出峰-峰值电压也不同；运放的正负输出电压摆幅不一定同样。
　　对于实际应用，输出峰- 峰值电压越接近电源电压越好，这样可以简化电源设计。
　　可是如今的满幅输出运放仅仅能工作在低压。并且成本较高。
　　输入阻抗Rin:
　　输入阻抗反映输入对运放性能的影响，选择运放时输入阻抗越大越好。
　　三、交流指标
　　运放主要交流指标有开环带宽、单位增益带宽、转换速率SR、全功率带宽、建立时间、等效输入噪声电压、差模输入阻抗、共模输入阻抗、输出阻抗。

　　流指标中有很多非常重要的參数，尤其单位增益带宽和压摆率，分别在小信号和大信号运放选型中尤事实上用。
　　输出阻抗Rout：
　　输入阻抗反映运放输出端带负载能力。越小越好。
　　开环增益Av：
　　开环条件下运放能达到的最大增益
　　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。从运放的输出端測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）所相应的信号频率。这用于非常小信号处理。NE5532数据手冊中貌似没有这项參数。
　　单位增益带宽GB（NE5532中使用增益带宽积GBW衡量）
　　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。从运放的输出端測得闭环电压增益下降 3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所相应的信号频率。
　　单位增益带宽是一个非常重要的指标，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须要的增以后。可以计算出单位增益带宽，用以选择合适的运放。
　　这项參数用于小信号处理中运放选型。
　　压摆率（转换速率）SR：
　　运放接成闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端測得运放的输出上升速率。因为在转换期间，运放的输入级处于开关状态。所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。
　　转换速率对于大信号处理是一个非常重要的指标。对于一般运放转换速率SR<=10V/μs。快速运放的转换速率SR>10V/μs。眼下的快速运放最高转换速率SR达到 6000V/μs。这用于大信号处理中运放选型。
　　全功率带宽：
　　在额定的负载时，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个恒幅正弦大信号输入到运放的输入端，使运放输出幅度达到最大（同意一定失真）的信号频率。这个频率受到运放转换速率的限制。近似地。全功率带宽=转换速率/2πVop（Vop是运放的峰值输出幅度）。全功率带宽是一个非常重要的指标，用于大信号处理中运放选型。