2022-2023学年高二物理竞赛课件：实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响

实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响 实际集成运放的主要参数 集成运放应用中的实际问题 实际集成运放的主要参数 输入直流误差特性（输入失调特性） 1. 输入失调电压VIO 在室温（25℃）及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失调电压VIO。一般约为±（1～10）mV。超低失调运放为（1～20）V。高精度运放OP-117 VIO=4V。MOSFET达20 mV。 2. 输入偏置电流IIB 输入偏置电流是指集成运放两个输入端静态电流的平均值 IIB＝（IBN＋IBP）/2 BJT为10 nA～1A；MOSFET运放IIB在pA数量级。 实际集成运放的主要参数 差模特性 1. 开环差模电压增益Avo和带宽BW 开环差模电压增益AvO 开环带宽BW (fH) 单位增益带宽 BWG (fT) 741型运放AvO的频率响应 实际集成运放的主要参数 差模特性 2. 差模输入电阻rid和输出电阻ro BJT输入级的运放rid一般在几百千欧到数兆欧 MOSFET为输入级的运放rid＞1012Ω 超高输入电阻运放rid＞1013Ω、IIB≤0.040pA 一般运放的ro＜200Ω，而超高速AD9610的ro＝0.05Ω。 3. 最大差模输入电压Vidmax 实际集成运放的主要参数 共模特性 1. 共模抑制比KCMR和共模输入电阻ric 一般通用型运放KCMR为（80～120）dB，高精度运放可达140dB，ric≥100MΩ。 2. 最大共模输入电压Vicmax 一般指运放在作电压跟随器时，使输出电压产生1%跟随误差的共模输入电压幅值，高质量的运放可达± 13V。 实际集成运放的主要参数 大信号动态特性 1. 转换速率SR 放大电路在闭环状态下，输入为大信号（例如阶跃信号）时，输出电压对时间的最大变化速率，即 若信号为vi＝Vimsin2ft ，则运放的SR必须满足SR≥2πfmaxVom 6.5.1 实际集成运放的主要参数 大信号动态特性 2. 全功率带宽BWP 指运放输出最大峰值电压时允许的最高频率，即 SR和BWP是大信号和高频信号工作时的重要指标。一般通用型运放SR在nV/s以下，741的SR=0.5V/s而高速运放要求SR＞30V/s以上。目前超高速的运放如AD9610的SR＞3500V/s。 电源特性 1. 电源电压抑制比KSVR 衡量电源电压波动对输出电压的影响 2. 静态功耗PV 6.5.1 实际集成运放的主要参数 1. 集成运放的选用 根据技术要求应首选通用型运放，当通用型运放难以满足要求时，才考虑专用型运放，这是因为通用型器件的各项参数比较均衡，做到技术性与经济性的统一。至于专用型运放，虽然某项技术参数很突出，但其他参数则难以兼顾，例如低噪声运放的带宽往往设计得较窄，而高速型与高精度常常有矛盾，如此等等。 6.5.2 集成运放应用中的实际问题 2. 失调电压VIO、失调电流IIO和偏置电流IIB带来的误差 6.5.2 集成运放应用中的实际问题 输入为零时的等效电路 解得误差电压 当 时，可以 消除偏置电流 引起的 误差，此时 当电路为积分运算时， 即 换成电容C，则 时间越长，误差越大，且易使输出进入饱和状态。 引起的误差仍存在 end 3. 调零补偿 6.5.2 集成运放应用中的实际问题 （a）调零电路 （b）反相端加入补偿电路 $