運算放大器簡稱運放，是電子工程師經(jīng)常遇到的器件，電路中用來對模擬信號進行適當?shù)恼{(diào)理以便后繼單元處理。準確理解運放的常見參數(shù)和正確選用合適的運放是對硬件工程師基本的要求。本文介紹了運放的常見參數(shù)，并以工采網(wǎng)代理的國產(chǎn)品牌Ruimeng?TECHNOLOGY推出的低噪聲運算放大器 - MS8312為例對各項參數(shù)作簡單解釋。

集成運放的參數(shù)較多，其中主要參數(shù)分為直流指標和交流指標。在講解交直流指標之前先看一下所有芯片都涉及的極限參數(shù)。

1、低噪聲運算放大器極限參數(shù)：

主要用于確定運放電源供電的設計（提供多少V電壓、大電流不能超過多少）。

MS8312的極限參數(shù)如下：

2、直流指標

運放主要直流指標有輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電壓的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電壓溫漂）、輸入偏置電流、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電流溫漂）、差模開環(huán)直流電壓增益、共模抑制比、電源電壓抑制比、輸出峰-峰值電壓、大共模輸入電壓、大差模輸入電壓。MS8312的直流指標如下：

（1）輸入失調(diào)電壓Vos

輸入失調(diào)電壓定義為集成運放輸出端電壓為零時，兩個輸入端之間所加的補償電壓。輸入失調(diào)電壓實際上反映了運放內(nèi)部的電路對稱性，對稱性越好，輸入失調(diào)電壓越小。輸入失調(diào)電壓是運放的一個十分重要的指標，特別是精密運放或是用于直流放大時。輸入失調(diào)電壓與制造工藝有一定關系，其中雙極型工藝（即上述的標準硅工藝）的輸入失調(diào)電壓在±1~10mV之間；采用場效應管做輸入級的，輸入失調(diào)電壓會更大一些。對于精密運放，輸入失調(diào)電壓一般在1mV以下。輸入失調(diào)電壓越小，直流放大時中間零點偏移越小，越容易處理。所以對于精密運放是一個極為重要的指標。

（2）輸入失調(diào)電壓的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電壓溫漂）ΔVos/ΔT

輸入失調(diào)電壓的溫度漂移定義為在給定的溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓的變化與溫度變化的比值。這個參數(shù)實際是輸入失調(diào)電壓的補充，便于計算在給定的工作范圍內(nèi)，放大電路由于溫度變化造成的漂移大小。一般運放的輸入失調(diào)電壓溫漂在±10~20μV/℃之間，精密運放的輸入失調(diào)電壓溫漂小于±1μV/℃。

（3）輸入偏置電流Ios?

輸入偏置電流定義為當運放的輸出直流電壓為零時，其兩輸入端的偏置電流平均值。輸入偏置電流對進行高阻信號放大、積分電路等對輸入阻抗有要求的地方有較大的影響。輸入偏置電流與制造工藝有一定關系，其中雙極型工藝（即上述的標準硅工藝）的輸入偏置電流在±10nA~1μA之間；采用場效應管做輸入級的，輸入偏置電流一般低于1nA。

（4）輸入失調(diào)電流的溫度漂移（簡稱輸入失調(diào)電流溫漂）ΔIos/ΔT

輸入失調(diào)電流的溫度漂移與輸入失調(diào)電壓的溫度漂移一樣，這個參數(shù)實際是輸入失調(diào)電流的補充，便于計算在給定的工作范圍內(nèi)，放大電路由于溫度變化造成的失調(diào)電流漂移大小。

（5）大共模輸入電壓Vcm?

共模輸入電壓定義為，當運放工作于線性區(qū)時，在運放的共模抑制比特性顯著變壞時的共模輸入電壓。一般定義為當共模抑制比下降6dB是所對應的共模輸入電壓作為大共模輸入電壓。大共模輸入電壓限制了輸入信號中的大共模輸入電壓范圍，在有干擾的情況下，需要在電路設計中注意這個問題。

（6）共模抑制比CMRR

共模抑制比定義為當運放工作于線性區(qū)時，運放差模增益與共模增益的比值。共模抑制比是一個極為重要的指標，它能夠抑制差模輸入中的共模干擾信號。由于共模抑制比很大，大多數(shù)運放的共模抑制比一般在數(shù)萬倍或更多，用數(shù)值直接表示不方便比較，所以一般采用分貝方式記錄和比較。一般運放的共模抑制比在80~120dB之間。

（7）電源電壓抑制比PSRR??

電源電壓抑制比定義為當運放工作于線性區(qū)時，運放輸入失調(diào)電壓隨電源電壓的變化比值。電源電壓抑制比反映了電源變化對運放輸出的影響。對于電源電壓抑制比低的運放，運放的電源需要作認真細致的處理, 否則電源的紋波會引入到輸出端。當然，共模抑制比高的運放，能夠補償一部分電源電壓抑制比，另外在使用雙電源供電時，正負電源的電源電壓抑制比可能不相同。

（8）輸出峰-峰值電壓Vout?

輸出峰-峰值電壓定義為，當運放工作于線性區(qū)時，在指定的負載下，運放在當前大電源電壓供電時，運放能夠輸出的大電壓幅度。除低壓運放外，一般運放的輸出輸出峰-峰值電壓大于±10V。一般運放的輸出峰-峰值電壓不能達到電源電壓，這是由于輸出級設計造成的，現(xiàn)代部分低壓運放的輸出級做了特殊處理，使得在10kΩ負載時，輸出峰-峰值電壓接近到電源電壓的50mV以內(nèi)，所以稱為滿幅輸出運放，又稱為軌到軌（raid-to-raid）運放。需要注意的是，運放的輸出峰-峰值電壓與負載有關，負載不同，輸出峰-峰值電壓也不同；運放的正負輸出電壓擺幅不一定相同。對于實際應用，輸出峰- 峰值電壓越接近電源電壓越好，這樣可以簡化電源設計。但是現(xiàn)在的滿幅輸出運放只能工作在低壓，而且成本較高。

（9）輸入阻抗Rin??

輸入阻抗反映輸入對運放性能的影響，選擇運放時輸入阻抗越大越好。

3、交流指標

運放主要交流指標有開環(huán)帶寬、單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率SR、全功率帶寬、建立時間、差模輸入阻抗、共模輸入阻抗、輸出阻抗。

（1）輸出阻抗Rout?

輸出阻抗反映運放輸出端帶負載能力，越小越好。

（2）單位增益帶寬GB（MS8312中使用增益帶寬積GBW衡量）

單位增益帶寬定義為，運放的閉環(huán)增益為1倍條件下，將一個恒幅正弦小信號輸入到運放的輸入端，從運放的輸出端測得閉環(huán)電壓增益下降3db（或是相當于運放輸入信號的0.707）所對應的信號頻率。

單位增益帶寬是一個很重要的指標，對于正弦小信號放大時，單位增益帶寬等于輸入信號頻率與該頻率下的大增益的乘積，換句話說，就是當知道要處理的信號頻率和信號需要的增以后，可以計算出單位增益帶寬，用以選擇合適的運放。這項參數(shù)用于小信號處理中運放選型。

（3）壓擺率（轉(zhuǎn)換速率）SR

運放接成閉環(huán)條件下，將一個大信號（含階躍信號）輸入到運放的輸入端，從運放的輸出端測得運放的輸出上升速率。由于在轉(zhuǎn)換期間，運放的輸入級處于開關狀態(tài)，所以運放的反饋回路不起作用，也就是轉(zhuǎn)換速率與閉環(huán)增益無關。

轉(zhuǎn)換速率對于大信號處理是一個很重要的指標，對于一般運放轉(zhuǎn)換速率SR<=10V/μs，高速運放的轉(zhuǎn)換速率SR>10V/μs。目前的高速運放高轉(zhuǎn)換速率SR達到6000V/μs。這用于大信號處理中運放選型。

不難看出在上述的MS8312的參數(shù)當中，帶寬、SR、輸入失調(diào)電壓以及噪聲系數(shù)都是相對很優(yōu)秀的參數(shù)指標，所以MS8312既能作為通用性的軌到軌運放類似LMV358的功能，又有部分中高精度運放的直流特性參數(shù)，低能到65uV的失調(diào)，再則MS8312也有出色的低噪聲高帶寬的性能，能夠勝任低噪聲運放。正因為MS8312全面的綜合能力，也讓它成為適用性廣，參數(shù)指標優(yōu)秀的綜合型運算放大器。

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