输入失调电压(input offset voltage)vos
将运放的两个输入端接地,理想运放输出为零。但实际运放输出不为零。将输出电压除以增益得到的等效输入电压称为输入失调电压。一般定义为运放输出为零时,两个输入端之间所加的补偿电压。该值反映了运放内部电路的对称性,对称性越好,输入失调电压越小。vos越小,芯片价格就越贵。
规格书上一般给出了1)25c典型值;2)全温度值。我们在选择运放的时候,还是要看全温度的最大值。因为我们很难预测产品用在什么情况下。所以为了保证worst case design。我们要选考虑vos的最大值。输入失调电压的温漂(offset voltage drift)
又叫温度系数tc vos,高精度的是几个nv/c,一般为几个uv/c输入失调电压的温度漂移(简称输入失调电压温漂)αvio:定义为在给定温度范围内,输入失调电压的变化与温度变化的比值。作为输入失调电压的补充,便于计算在给定的工作范围内,放大电路由于温度变化造成的输入失调电压漂移大小。输入偏置电流(input bias current)ib
定义为当运放的输出直流电压为零时,运放两输入端流进或流出直流电流的平均值。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。i~b ~比较大,对原信号影响大,相当于对原信号有了个分压。一般是pa级,na级。
上图是ib和vos的一个等效示意图。ib是流向地的。vos叠加在输入端的。vos可能是正,也可能是负,正的话,就是在信号上叠加,负的话,就是在原信号上扣除。运放所谓的线性,也是在扣除或者叠加vos之后,表现出的特性。也可以从软件端扣除vos的影响。
输入失调电流(input offset current)ios
是ib的补充输入失调电流定义为当运放的输出直流电压为零时,其两输入端偏置电流的差值(同相端ib与反向端ib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,输入失调电流电流越小。共模电压输入范围(input common-mode voltage range)vcm
运放两输入端与地间能加的共模电压的范围。vcm“包括”正、负电源电压时为理想特性。所谓“rail to rail input”就是指输入共模电压范围十分接近电源轨,一般可以低于负电源轨,而稍微低于正电源轨。输出动态范围特性(output characteristics)
即输出电压范围,所谓“rail to rail output”即轨对轨输出,输出voh、vol极为接近供电轨,会有几十mv的距离,也与负载有关。输出电流特性(short circuit limit)
即运放的带载能力,一般会给出sink、source电流大小,也有运放只给出短路时的极限电流。这个参数,设计时候,要考虑最小值。压摆率(slew rate)sr
也称转换速率,定义为:运放接成闭环条件下,将一个大信号(含阶跃信号)输入到运放输出端,从运放的输出端测运放的输出上升速率。由于在转换期间,运放的输出端处于开关状态,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。增益带宽积(gain bandwidth product)gbp
单位增益带宽定义:运放的闭环增益为1倍条件下,讲一个恒幅正弦小信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db(或是相当于运放输入信号的0.707)所对应的信号频率。 这个参数决定了单级放大倍数。开环增益(open-loop voltage gain)aol
定义为当运放工作于线性区时,运放输出电压与差模电压输入电压的比值。由于差模开环直流电压增益很大,大多数运放的差模开环直流电压增益一般在数万倍或更多,用数值直接表示不方便比较,所以一般采用分贝方式记录和比较。理想运放的开环增益为无穷大,实际运放一般在80db – 150db。
共模信号抑制比(common mode rejection)
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。即在运放两端输入端与地间加相同信号时,输入、输出间的增益称为共模电压增益avc,则cmrr = av/avc共模抑制比是一个极为重要的指标,它能够抑制共模输入的干扰信号。值越大,运放能够抑制干扰的能力越强。也越贵。电源纹波抑制比(supply voltage rejection)
定义为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。即正、负电源电压变化时,该变化量出现在运放的输出中,并将其换算为运放输入的值。若电源变化△vs时等效输入换算电压为△vin,则psrr = △vs/△vin。电源电压抑制比反映了电源变化对运放输出的影响。高频对应psrr值会变小,所以,一般考虑layout上,在运放电源管教附近加电容来滤掉电源中的高频噪声。噪声密度(noise density)
运放本身内部电路也有固有存在的噪声,氛围电压噪声和电流噪声。通常规格书中以 nv/rthz 和 pa/rthz 来表示,也就是与频率相关的一个指标。参数越小,运放自身引入到系统的噪声也越小。做音频处理时候,会选择该参数小的,比如lmv721,lmv722(8.5nv/rthz,1khz以下)
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