运算放大器教学课件.ppt
当运放闭环增益为1时,在额定负载下输入阶跃 大信号,输出电压达到规定精度的所需要的时间。
概述-运算放大器的主要参数
全功率带宽fp 运算放大器闭环增益为1时,在额定负
载下输入正弦信号后,在规定失真下,输出 电压达到最大幅度Vop时的最高频率。 -3dB带宽
指运放的开环电压增益Avd的半功率点的 频率,即运放的开环增益下降到低频电压增 益的时所对应的频率。这是运放小信号工作 时的频率特性。
概述-运算放大器的主要参数
共模输入阻抗Zic
运算放大器在共模输入时运放输入端对地呈
现的阻抗。在低频工作时可用Ric表示,定 义为:
Ric
2dVic
d
(
I
B
I
B
)
Vid 0
一般情况下,对于MOS运算放大器而言,
Ric与Rid近似相等(而对于双极型而言,Rid 要比Ric小得多)。
概述-运算放大器的主要参数
最大共模输入电压Vic
使运算放大器的共模抑制比比规定共 模电压下的共模抑制比下降6dB时加 在输入端的共模输入电压。
最大差模输入电压Vid
运算放大器两输入端所能承受的最大 电压。
概述-运算放大器的主要参数
输入噪声电压viN(或电流iiN)
除信号电压(电流)之外,电路器件所产生 的任何交流的干扰电压(电流)的输出都称 为电路噪声,该噪声折算到输入端称为输入 噪声,在MOS运放中主要是1/f噪声与热噪 声。运算放大器的输入噪声决定了运放所能 合理处理的最小信号电平,必须考虑噪声与 输出摆幅间的折衷。
概述-运算放大器的主要参数
4 频率特性 输出电压转换速率Sr
也称为压摆率,指运算放大器在闭环增益为1时, 在额定条件下,当输入为大信号阶跃脉冲时,输出电 压的最大变化率。反映了运放对于任意输入波形的大 信号瞬态特性。一般运放的转换速率为0.5~2V/us, 高速运放可达10~100V/us。 建立时间ts
概述-分析运算放大器的一般步骤
Avd
dVo dVid
Vic 0
一般用dB表示,即定义为:20logAvd。
概述-运算放大器的主要参数
共模抑制比CMRR
运算放大器差模电压增益Avd与共模电压增益Avc之比:
CMRR 20 log Avd Avc
CMRR是标称运算放大器的一个不对称参数,且
有:
dVOS Avc 1
dVic
概述-运算放大器的主要参数
单位增益带宽fu 运放的开环增益下降到0dB(1倍)时所
对应的频率,即为运放小信号工作时的频率特 性。 大信号带宽
反映运算放大器的输入为大信号时的频率 特性,运放的频率特性中,小信号频率特性和 大信号频率特性之间不存在对应关系,有些要 求小信号带宽,但大信号特性很差,需根据运 放在系统中的作用和要求来定。
T1~T2范围内失调电压的最大值、最小值。
概述-运算放大器的主要参数
输入失调电流的温度系数dIOS/dT
运算放大器在规定工作温度范围内环境温度 每改变一度所引起的输入失调电流的变化量。
差模输入阻抗Zid
运算放大器在线性区工作时,两差模输入电 压变化vid与其对应的差分电流变化iid之比, 即Zid=vid/iid。在低频工作时,Zid可用电 阻Rid来表示,而在高频工作时,则可用Rid 与Cid并联表示。
Avd CMRR
另外,CMRR也是频率的函数,频率上升则 CMRR下降,一般情况下CMRR均指低频而言,高精 度的CMRR可达100~120dB。
概述-运算放大器的主要参数
3 输出特性: 最大输出电流IOm
运算放大器在最大输出峰-峰电压VoPP下 所能提供的最大输出电流。 输出短路电流IoS
运算放大器在同相端输入规定的直流电压 而使输出达到最大值时,输出端对地的短路电 流。大小主要与输出级的保护电路有关。
概述-运算放大器的主要参数
输入失调电流IOS
当运算放大器的输出直流电压为零时,两个输入端
所需的偏置电流的差值:IOS=IB+-IB-。一般
IOS为IB的5~20%。
输入偏置电流IB
当运算放大器在补偿了失调电压,使其输出电压 Vo=0时,运放两输入端所需电流的平均值。即 IB为同相端输入电流与反相端输入电流的绝对值 之和的一半。
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电源抑制
反映运放对电源噪声的抑制能力,一般 全差分结构具有很好的电源抑制。它的 计算一般定义为:
1
ห้องสมุดไป่ตู้
PSRR( )
Ad ( )
Vo / VDD
Vio VDD
Vo
0
概述-运算放大器的主要参数
2 转移特性参数
开环直流(低频)电压增益Avd
运算放大器工作在线性区时,输出电压变化 与差分输入电压变化的比值:
运算放大器
概述-运算放大器的主要参数
1 输入特性参数
输入失调电压VOS 当运算放大器输出直流电压Vo=0时,在运算放
大器的输入端之间所加的直流补偿电压。VOS是 标志运算放大器对称性的一个重要参数,它的大
小对于MOS输入级在±1~几十mV左右。对于
高精度、低漂移型运算放大器而言,VOS在 0.5mV以下,甚至为uV数量级。
概述-运算放大器的主要参数
开环输出阻抗Zo 在开环状态下,运算放大器工作于线性
区时,运放的输出电压与对应的电流变化之 比。在低频时,可用电阻Ro来表示。
开环差分增益Aiv 运放的开环差分增益决定了应用运放作为
反馈系统的精度。如前所述,根据应用其所需 增益可能有四个数量级的变化。
概述-运算放大器的主要参数
概述-运算放大器的主要参数
输入失调电压温度系数dVOS/dT
运算放大器在规定工作温度范围内,环境温度每 改变一度所引起的输入失调电压的变化量。由于
失调电压并不是温度的线性函数,所以一般用下
式进行计算:
VOS (VOS )max (VOS )min
T
T2 T1
上式中(VOS)max、(VOS)min分别为在
输出压摆 指运算放大器的输出电压的最大范围,大多
数带有运放的系统需很大的压摆以适应宽范围的 信号幅度。由于输出压摆与其它性能指标之间存 在着相互权衡的关系,在现代运放设计中达到大 摆幅是相当有挑战性的。 线性与谐波失真
开环运放具有相当大的非线性,在许多反馈 电路中,决定开环增益的因素是线性的要求而非 增益误差。