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1、運(yùn)放的失調(diào)電流與失調(diào)電壓運(yùn)放的失調(diào)電流與失調(diào)電壓先來介紹下失調(diào)電流與電壓如果運(yùn)放兩個(gè)輸入端上的電壓均為0V,則輸出端電壓也應(yīng)該等于0V。但事實(shí)上,輸出端總有一些電壓,該電壓稱為失調(diào)電壓VOS。如果將輸出端的失調(diào)電壓除以電路的噪聲增益,得到結(jié)果稱為輸入失調(diào)電壓或輸入?yún)⒖际д{(diào)電壓。這個(gè)特性在數(shù)據(jù)表中通常以VOS給出。VOS被等效成一個(gè)與運(yùn)放反相輸入端串聯(lián)的電壓源。必須對放大器的兩個(gè)輸入端施加差分電壓,以產(chǎn)生0V輸出。VOS隨著溫度的變化而改變,這種現(xiàn)象稱為漂移,漂移的大小隨時(shí)間而變化。漂移的溫度系數(shù)TCVOS通常會在數(shù)據(jù)表中給出,但一些運(yùn)放數(shù)據(jù)表僅提供可保證器件在工作溫度范圍內(nèi)安全
2、工作的第二大或者最大的VOS。這種規(guī)范的可信度稍差,因?yàn)門CVOS可能是不恒定的,或者是非單調(diào)變化的。VOS漂移或者老化通常以mV/月或者mV/1,000小時(shí)來定義。但這個(gè)非線性函數(shù)與器件已使用時(shí)間的平方根成正比。例如,老化速度1mV/1,000小時(shí)可轉(zhuǎn)化為大約3mV/年,而不是9mV/年。老化速度并不總是在數(shù)據(jù)表中給出,即便是高精度運(yùn)放。理想運(yùn)放的輸入阻抗無窮大,因此不會有電流流入輸入端。但是,在輸入級中使用雙極結(jié)晶體管(BJT)的真實(shí)運(yùn)放需要一些工作電流,該電流稱為偏置電流(IB)。通常有兩個(gè)偏置電流:IB+和IB-,它們分別流入兩個(gè)輸入端。IB值的范圍很大,特殊類型運(yùn)放的
3、偏置電流低至60fA(大約每3μs通過一個(gè)電子),而一些高速運(yùn)放的偏置電流可高達(dá)幾十mA。單片運(yùn)放的制造工藝趨于使電壓反饋運(yùn)放的兩個(gè)偏置電流相等,但不能保證兩個(gè)偏置電流相等。在電流反饋運(yùn)放中,輸入端的不對稱特性意味著兩個(gè)偏置電流幾乎總是不相等的。這兩個(gè)偏置電流之差為輸入失調(diào)電流IOS,通常情況下IOS很小。運(yùn)放的指標(biāo):1、開環(huán)差模電壓增益Avd:運(yùn)放在沒有外部反饋?zhàn)饔脮r(shí)的差模直流電壓增益稱為開環(huán)差模電壓增益,它是決定運(yùn)放電路運(yùn)算精度的重要因素,定義為運(yùn)放開環(huán)是的輸出電壓與差模輸入電壓之比,即:Avd=Vod/Vid也可用分貝表示為:20×lg(Avd)=20×lg(Vod/Vi
4、d)對于一般運(yùn)放,Avd在(80~120)dB之間,高精度的運(yùn)放Avd可達(dá)(120~140)dB。2、輸入失調(diào)電壓Vos常溫(27攝氏度)下,當(dāng)運(yùn)放輸入端口短路時(shí),放大器的輸出失調(diào)電壓折合到輸入端的等效差模輸入電壓值稱為輸入失調(diào)電壓,它主要反映了輸入級差分對管的失配程度,一般Vos約為(1~10)mV,高質(zhì)量運(yùn)放Vos在1mV以下。3、輸入失調(diào)電壓溫漂dVos/dT該參數(shù)是指Vos在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù),是衡量運(yùn)放溫度影響的重要指標(biāo)。一般情況下dVos/dT約為(10~30)uV/攝氏度,高質(zhì)量的可做到<0.5uV/C(攝氏度)。4、輸入失調(diào)電流Ios常溫下當(dāng)運(yùn)放輸入端口開
5、路時(shí),為了得到零輸出,必須加到運(yùn)放兩個(gè)輸入端的直流補(bǔ)償電流,稱為輸入失調(diào)電流Ios,它表征了差放輸入級兩管B不對稱所造成的影響,記為Ios=
6、IB1-IB2
7、(Vo=0時(shí)的兩管基極電流)通常,Ios為(0.5~5)nA,高質(zhì)量的可低于1nA。5、輸入失調(diào)電流的溫漂dIos/dT它是指Ios在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù),也是衡量運(yùn)放受溫度影響的重要指標(biāo),通常約為(1~50)nA/C,高質(zhì)量的約為幾個(gè)pA/C。6、輸入偏置電流IB他是衡量差分對管輸入電流絕對值大小的標(biāo)志,當(dāng)常溫下(27C),輸入信號為零且零輸出時(shí),用兩個(gè)輸入端的基極偏置電流平均值來表示。IB太大,不僅在不同信號內(nèi)阻的
8、情況下,對靜態(tài)工作點(diǎn)有較大影響,而且會影響溫漂和運(yùn)算精度,IB一般在10nA~1uA范圍內(nèi);IB小,表明輸入失調(diào)電流小,放大器的輸入電阻高。7、共模抑制比KCMR它是衡量輸入級各參數(shù)對稱程度的表志。運(yùn)算放大器在同相端輸入信號時(shí),共模抑制比對運(yùn)算精度有較大影響,通常KCMR約為(70~100)分貝,高質(zhì)量的可達(dá)160分貝。8、差模輸入電子Rid它是衡量差分對管向差模輸入信號所取電流大小的標(biāo)志,::為運(yùn)放開環(huán)條件下,從兩個(gè)差動(dòng)輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻。9、共模輸入電阻Ric它定義為運(yùn)放兩個(gè)輸入端并聯(lián)時(shí)對地的電阻。對于晶體管作輸入級的集成運(yùn)放來說,Ric通常比Rid高兩個(gè)數(shù)量級左右。采
9、用場效應(yīng)管,輸入級運(yùn)算放大器Ric和Rid數(shù)值相當(dāng)。10、最大差模輸入電壓Vidmax它是指反相端和同相端之間所能承受的最大電壓值,超過這個(gè)電壓,輸入級差分對管中的一個(gè)管子將會出現(xiàn)反向擊穿電壓的現(xiàn)象。平面工藝制成的NPN管,其值在5V左右,橫向PNP管的Vidmax可達(dá)+——30V以上。11、最大共模輸入電壓Vicmax集成運(yùn)放在工作時(shí),常遇到既有差模輸入又有共模輸入的情況,如果共模電壓超過一定限度,將會使輸入級工作不正常,因此要加以限制。還有:::單位增益帶寬、轉(zhuǎn)換速率、電源電壓抑制比、最