第三讲-放大器应用问题课件

第三讲第三讲 放大器应用的问题放大器应用的问题l 运算放大器的供电问题l 噪声l 静态Op Amp的限制l 动态Op Amp的限制内容提要内容提要运算放大器需要外部提供电源 给晶体管内部提供偏置 通过运算放大器将电源给输出负载和反馈网络供电3.1 运算放大器的供电问题运算放大器的供电问题运算放大器外部电源一般来说模拟电路：VCC=+15v VEE=-15v 模数混合电路：VCC=+5v VEE=0v运算放大器外部电源的接法仿真电路：虚拟器件 管脚 实际运算放大器电路：每块IC片子的电源管脚都必须利用低感抗的电容器对地旁路。作用：防止存在于电源线中干扰运算放大器地交流噪声。这些解耦电容器也有助于中和掉来自电源线和地线的非零电抗所形成的虚假反馈环路，这些环路可能造成稳定性问题。具体接法：电源电压入电源电压入口电接口电接10 极化电容器。极化电容器。利用宽地线有利用宽地线有助于保持纯净助于保持纯净的参考地。的参考地。电容器应尽量电容器应尽量靠近运算放大靠近运算放大器管脚。器管脚。输出饱和输出饱和 电源电压VCC和VEE设定了运算放大器在输出上下摆动能力的边界。对于双极性运放大器，VOH和VOL一般低于VCC和VEE几个pn结压降，大约2V。即对于对称15V电源来说，饱和电压也近似为对称的13V。对于单电源供电的运算放大器，例如VCC9V和VEE0V，VOH7V，VOL 2V。动态输出范围：与运算放大器型号有关 与运算放大器不同样件有关，这是因为生产过程的变化，温度漂移和输出负载变化等因素造成的，具体可参阅产品说明书。在低电源电压供电系统中，就需要运算放大器有最大的动态输出范围。称之为跷跷板（rail-to-rail）式的运算放大器，被设计成在中等输出负载下，使vo一直摆动上至VCC和和下至VEE。混合数字模拟系统通常信号是限制在0V-5V范围内的。对于所有模拟源和负载的终端条件下，就会需要一个在 的参考电压，据此就容许对这个公共参考点有对称的电压摆动。例：利用741实现的反相放大器，A-2，现受一个10V峰峰值的三角波驱动，概略画出vI,vO和vN对时间的波形并进行标注。当-6.5VvI 6.5V时，运算放大器工作在线性区 放大倍数是2，输出范围为20V，部分饱和 输出范围-13V13V 当vI 6.5V时，电路特性与vI 6.5V的情况是对称的。当vI 6.5V时，嵌位输出波形3.2 噪声噪声 噪噪声声通通常常是是指指任任何何会会污污损损或或干干扰扰所所关关心心信信号号的不希望的扰动。的不希望的扰动。直流噪声：偏置电流和输入失调电压引起的失调误差等交流噪声：外部噪声（干扰噪声）内部噪声（固有噪声）干扰噪声的产生干扰噪声的产生 是是由由于于电电路路和和外外界界之之间间，甚甚至至是是电电路路自自身身的的不不同同部部分之间多余的相互作用产生的。分之间多余的相互作用产生的。电电的的相相互互作作用用和和磁磁的的相相互互作作用用，是是通通过过相相邻邻电电路路之之间或同一电路的相邻部分之间的寄生电容和互感产生的。间或同一电路的相邻部分之间的寄生电容和互感产生的。电电磁磁干干扰扰的的出出现现因因为为每每根根导导线线和和引引线线都都构构成成一一个个潜潜在在的的天天线线。外外部部噪噪声声也也可可能能会会在在无无意意间间通通过过接接地地总总线线和和供电电源总线进入电路供电电源总线进入电路。干扰噪声可以是周期的，间歇的或完全随机的。干扰噪声可以是周期的，间歇的或完全随机的。固有噪声的产生固有噪声的产生 尽尽管管能能够够设设法法消消除除干干扰扰噪噪声声，电电路路总总会会存存在在固有噪声。这种噪声形式本质上就是随机的。固有噪声。这种噪声形式本质上就是随机的。它它源源于于各各种种随随机机现现象象。例例如如，电电阻阻中中电电子子的的热热运运动动，半半导导体体中中电电子子空空穴穴对对随随机机地地产产生生和和重重组等。组等。信噪比信噪比 表表示示在在噪噪声声存存在在条条件件下下信信号号的的质质量量，SNRSNR越差，就越难从噪声中恢复有用信号。越差，就越难从噪声中恢复有用信号。信号的均方根信号的均方根（rms）值）值噪声分量的噪声分量的rms值值噪声源噪声源热噪声热噪声 热热噪噪声声也也成成约约翰翰逊逊噪噪声声，存存在在于于包包括括实实际际电电感感和和实实际电容的杂散串联电阻在内的所有无源电阻元件中。际电容的杂散串联电阻在内的所有无源电阻元件中。热热噪噪声声主主要要是是由由电电子子的的随随机机热热运运动动所所产产生生的的，它它不不受受直直流流电电流流的的影影响响，因因此此电电阻阻甚甚至至是是静静放放在在任任何何地地方方也也会产生热噪声。会产生热噪声。散粒噪声散粒噪声 无无论论何何时时对对一一个个势势垒垒（如如二二极极管管或或晶晶体体管管）充充电电，都会产生散粒噪声。穿过势垒完全是一个随机事件。都会产生散粒噪声。穿过势垒完全是一个随机事件。闪闪烁烁噪噪声声也也称称为为 噪噪声声或或接接触触噪噪声声。它它存存在在于于所所有有有源器件和某些无源器件中。有源器件和某些无源器件中。闪烁噪声闪烁噪声 根根据据器器件件类类型型的的不不同同，产产生生闪闪烁烁噪噪声声的的原原因是多方面的。因是多方面的。在在有有源源器器件件中中，主主要要原原因因是是陷陷阱阱。当当电电流流流流过过时时，它它会会随随机机地地捕捕获获和和释释放放电电荷荷载载流流子子，因因此此会会引引起起电电流流本本身随机的波动。身随机的波动。闪闪烁烁噪噪声声也也存存在在于于某某些些无无源源器器件件中中，在在炭炭质质电电阻阻中中，除除了了已已存存在在的的热热噪噪声声外外还还含含有有闪闪烁烁噪噪声声，因因此此这这种种噪噪声声称称为为附附加加噪噪声声。然然而而热热噪噪声声在在没没有有直直流流电电流流的的情情况况下下也也可能存在，而闪烁噪声要求有直流电流才存在。可能存在，而闪烁噪声要求有直流电流才存在。雪崩噪声雪崩噪声 雪雪崩崩噪噪声声存存在在于于工工作作在在反反向向击击穿穿模模式式的的pnpn结结中中。与与散粒噪声类似，雪崩噪声也要求有电流流动。散粒噪声类似，雪崩噪声也要求有电流流动。除雪崩噪声以外，晶体管一般含有以上所有噪声。除雪崩噪声以外，晶体管一般含有以上所有噪声。BJTBJT噪声噪声热噪声对于对于BJTBJT来说，噪声的功率密度来说，噪声的功率密度本征基极电阻本征基极电阻直直流流基基极极电电流流和集电极电流和集电极电流跨导跨导适当的器件常数适当的器件常数正正向向电电流流增增益益（它它会在高频下降）会在高频下降）热噪声集电极电流散粒噪声的影响基极电流散粒噪声和闪烁噪声反映到输入端的集电极电流散粒噪声Op AmpOp Amp噪声噪声运算放大器的噪声可用三个等效的噪声源来表征运算放大器的噪声可用三个等效的噪声源来表征两两个个密密度度为为 和和 的的电流源电流源一一个个频频谱谱密密度度为为 的的电压源电压源一一个个频频谱谱密密度度为为 的的电压源电压源 实实际际的的放放大大器器看看成成是是一一个个输输入入端端配配上上三三个个这这种种噪声源的无噪声放大器噪声源的无噪声放大器电阻反馈电路的噪声模型电阻反馈电路的噪声模型 关关注注总总rmsrms的的输输出出噪噪声声EnoEno，将将它它换换算算到到输输入入端端与与有有用信号进行比较，从而确定信噪比用信号进行比较，从而确定信噪比SNRSNR。总输入频谱密度总输入频谱密度具有对称输入端和不相关噪声电流的运算放大器具有对称输入端和不相关噪声电流的运算放大器 是数据单中给出的噪声电流密度是数据单中给出的噪声电流密度总输入频谱密度总输入频谱密度可使可使短路噪声短路噪声开路噪声开路噪声由由运运算算放放大大器器内内部部元元件件产产生生，与与外部电路无关外部电路无关由输入偏置电流流过外部电路造成由输入偏置电流流过外部电路造成输出噪声频谱密度输出噪声频谱密度rmsrms输出噪声输出噪声 集集成成电电路路的的噪噪声声主主要要是是由由白白噪噪声声和和 噪噪声声混混合合而而成成。低低频频 噪噪声声其主要作用，高频白噪声起主要作用，并且频带越宽，噪声就越大其主要作用，高频白噪声起主要作用，并且频带越宽，噪声就越大 是白噪声电平是白噪声电平是边界频率是边界频率低噪声设计中需要考虑的问题低噪声设计中需要考虑的问题选择具有低噪声电平和低边界频率的运算放大器选择具有低噪声电平和低边界频率的运算放大器保保持持外外部部电电阻阻足足够够小小，以以使使电电流流噪噪声声和和热热噪噪声声与与电压噪声相比可以忽略电压噪声相比可以忽略把噪声增益带宽严格限制在要求的最小值上把噪声增益带宽严格限制在要求的最小值上例：例：将将741741运算放大器连接成反向放大器，且运算放大器连接成反向放大器，且已知已知求大于求大于0.1Hz0.1Hz的总输出噪声的总输出噪声rmsrms值。值。解：解：输入一个峰值幅度为输入一个峰值幅度为0.5V0.5V的交流信号，求电路的的交流信号，求电路的SNRSNR。噪声电压分量噪声电压分量电流噪声分量电流噪声分量热噪声分量热噪声分量总的输出噪声总的输出噪声rmsrmsSNRSNR 对对于于噪噪声声来来说说，和和 远远大大于于 ，可可通通过过缩缩小小所所有电阻值来改善电路性能。有电阻值来改善电路性能。低噪声低噪声Op AmpOp Amp运运算算放放大大器器噪噪声声特特性性中中的的品品质质因因素素有有白白噪噪声声电电平平 和和 ，频率频率 和和 ，他们的值越低，运算放大器的噪声就会越少。，他们的值越低，运算放大器的噪声就会越少。差分输入对噪声差分输入对噪声 适适当当选选择择晶晶体体管管型型号号，几几何何尺尺寸寸和和工工作作电电流流可可以以使使差分输入对产生的噪声最小。差分输入对产生的噪声最小。用户是无法控制运算放大器的噪声特性的，然而，大致理解这些特性是如何产生的，有助于器件的选择过程。电压噪声和电流噪声非常依赖于输入级差分晶体管对的制造工艺和工作条件。电压噪声还会受输入对的负载和第二级的影响。当后面各级产生的噪声换算到输入端时，它的值通常是很小的，这是因为要将这个噪声除以所有正向通路上的总增益。输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置电路偏置电路uPuNuO 集成运放电路方框图集成运放电路方框图集成运放的电路结构特点集成运放的电路结构特点一、输入级：采用差分放大电路，两个输入端，减一、输入级：采用差分放大电路，两个输入端，减少温漂。少温漂。二、中间级：提供较高的电压放大倍数，共射放大电二、中间级：提供较高的电压放大倍数，共射放大电路，复合管放大，有源负载，放大上千倍。路，复合管放大，有源负载，放大上千倍。三、输出级：提供一定的电压、电流变化幅度，互补三、输出级：提供一定的电压、电流变化幅度，互补对称输出，带负载能力强。对称输出，带负载能力强。四、辅助环节：四、辅助环节：偏置电路偏置电路 （提供各级静态电流）；（提供各级静态电流）；电平偏移电路（调节各级电压配合，使输入端对地电电平偏移电路（调节各级电压配合，使输入端对地电 压为压为0时，输时，输 出端对地电压也为出端对地电压也为0）；）；短路保护短路保护 （输出端短路时保护管子）。（输出端短路时保护管子）。通用型集成运放通用型集成运放F007电路原理图电路原理图四、采用复合管改善单管的性能。四、采用复合管改善单管的性能。结构特点：一、不能做大一、不能做大C C、L L，只能采用直接耦合方式。，只能采用直接耦合方式。二、为克服温漂，输入级采用差分放大电路。二、为克服温漂，输入级采用差分放大电路。三、用管子构成的恒流源代替大三、用管子构成的恒流源代替大R R及设置及设置Q Q。五、中间级多采用共射放大电路。五、中间级多采用共射放大电路。六、输出级多采用互补式电压跟随电路。六、输出级多采用互补式电压跟随电路。直接耦合放大电路的零点漂移现象直接耦合放大电路的零点漂移现象零点漂移现象：输入电压为零，输出电压不为零且缓慢变化的现象。产生的原因：由于温度变化引起半导体参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。输入级采用差分电路的原因：输入级采用差分电路的原因：抑制温漂的方法：在电路中引入直流负反馈。利用热敏元件抵消放大管的变化。采用差分放大电路。典型的差分放大电路 差动放大电路原理差动放大电路原理 合理选择Re的阻值，并与电源VEE相配合，就可以设置合适当静态工作点。差动的含义：只有当两个输入端之间有差别，输出电压才有变动。差动放大器具有抑制共模信号放大差模信号的特性。温漂和噪声等效成共模信号被抑制。共模放大倍数 差模放大倍数 共模抑制比改进的差分放大电路增大Re能有效抑制每一边电路的温漂，提高共模抑制比。为既能采用较低的电源电压，又能有很大的等效电阻Re，采用恒流源电路取代Re。差动放大电路的四种接法差动放大电路的四种接法 双端输入，双端输出 双端输入，单端输出 单端输入，双端输出 单端输入，单端输出单端输入，在差模信号输入的同时，伴随共模信号的输入。与输出方式有关。实例分析实例分析差分放大电路 开关向左典型的差动放大电路 开关向右改进的差动放大电路连接规则连接规则1、连接和、连接和common端子端子输出正极性信号，幅值等输出正极性信号，幅值等于信号发生器有效值。于信号发生器有效值。2、连接、连接common 和端子和端子输出负极性信号，幅值等输出负极性信号，幅值等于信号发生器有效值。于信号发生器有效值。双端输入双端输入函数信号发生器的面板连接规则连接规则3、连接、连接 和端子和端子输出信号的幅值等于信号输出信号的幅值等于信号发生器有效值的两倍。发生器有效值的两倍。4、连接、连接、common 和端子，和端子，且且common端与地相连端与地相连输出两个幅度相等，极性输出两个幅度相等，极性相反的信号。相反的信号。函数信号发生器的面板 信号源的接入信号源设置双端接入电路图 SimulateAnalysesTransient Analysis 瞬态分析菜单 瞬态分析设置电压峰峰值差单端输出电压放大倍数瞬态分析结果增添分析变量电压峰峰值差双端输出电压放大倍数分析结果后处理功能后处理功能后处理后处理方法后处理分析结果单端输入单端输入差动放大器电路电压峰峰值差单端输出电压放大倍数 瞬态分析结果分析结果电压峰峰值差双端输出电压放大倍数典型差动放大电路共模输入 瞬态分析结果瞬态分析结果电压峰峰值差双端输出共模放大倍数分析结果分析结果电压峰峰值差双端输出共模放大倍数改进差动放大电路共模输入分析结果低噪声运算放大器设计时，差分对BJT采用条状（长且狭窄的发射级两端都被基极接点包围）实现的，使 最小。当应用要求大外部电阻时，FET输入运算放大器是较好的选择，这是因为FET输入级运算放大器的噪声电流电平比BJT输入运算放大器的噪声电流电平的几个数量级，至少在室温附近是这样的。对MOSFET来说，1/f噪声也是一个重要因素，使用大面积器件可降低1/f噪声分量。输入对负载噪声输入对负载噪声 另一个重要的噪声源是差分输入对的负载，通用放大器中这个负载是用镜像电流源有源负载来实现的，以使增益最大。然而有源负载的噪声很大，这是因为它们会放大自身的噪声电流，低噪声运算放大器采用电阻性负载输入级避免这个问题。3.3 静态静态Op Amp的限制的限制 只要运算放大器工作在恰当的频段和适度的直流增益下，实际工作特性和基于理想运算放大器模型预计的特性都会相当一致。最关键的限制之一是开环增益只从直流到几赫兹的范围是高的，随着频率增加而降低。尽管可将工作频率保持在一个相对较低的水平，另一些限制仍然会起作用。这些限制在高直流增益应用场合尤其值得注意，一般统称为输入参考误差，最常用的包括：输入偏置电流输入偏置电流输入失调电压输入失调电压输入失调电流输入失调电流交流噪声密度交流噪声密度 和和共模抑制比共模抑制比增益非线性度增益非线性度输入偏置电流和输入失调电流输入偏置电流和输入失调电流 实实际际的的运运算算放放大大器器在在它它们们的的输输入入管管脚脚都都会会吸吸收收少少量量电电流流，对对于于某些应用，这些电流可能会产生值得注意的误差。某些应用，这些电流可能会产生值得注意的误差。输入偏置电流输入偏置电流输入失调电流输入失调电流 的的幅幅度度量量级级通通常常比比 小小。的的极极性性取取决决于于输输入入晶晶体管的类型，而体管的类型，而 的极性则取决于失配方向。的极性则取决于失配方向。由由 和和 引起的误差引起的误差 很很多多电电路路一一旦旦将将它它们们的的有有源源输输入入都都置置为为零零的的话话，都都可可以以简简化化为为下下图图的的形形式式。这这些些电电路路包包括括反反相相放放大大器器、同同相相放放大大器器，求求和和和和差差分分放放大大器，器，I-VI-V转换器等。转换器等。同相输入端电压同相输入端电压误差误差没有任何输入信号，电路仍产生某个输出没有任何输入信号，电路仍产生某个输出 ，称之为，称之为输出直流噪声。输出直流噪声。由上式得出的结论由上式得出的结论电电路路产产生生的的 可可考考虑虑为为某某个个输输入入误误差差或或称称之之为为输输入入直直流流噪噪声声经经放放大大 倍而得到的，这个放大倍数称为倍而得到的，这个放大倍数称为直流噪声增益直流噪声增益。误差由两部分组成：由误差由两部分组成：由 流经流经 所产生的电压降所产生的电压降 ；由由 流流经经 组组合合所所产产生生的的电电压压降降 。既然这两部分的极性相反，那么它们就有互为补偿的趋势。既然这两部分的极性相反，那么它们就有互为补偿的趋势。将将变形为：变形为：若设：若设：可以消去含有可以消去含有 的项，误差为：的项，误差为：使使 ，误差正比于，误差正比于 ，它的幅度量级一般要比，它的幅度量级一般要比 和和 小小。采用具有足够低的采用具有足够低的 标称值的运算放大器。标称值的运算放大器。通通过过缩缩小小所所有有的的电电阻阻可可以以进进一一步步降降低低 ，缩缩小小电电阻阻不不会会影影响响增增益益，但但可可以以使使输输入入误误差差 缩缩小小，然然而而缩缩小小电电阻阻会会增增加加功功率率耗耗散散，因因此此需要进行某种折衷。需要进行某种折衷。为使由为使由 和和 引起的误差最小引起的误差最小输入失调电压输入失调电压将运算放大器输入短接将运算放大器输入短接由于输入级两部分之间存在失配由于输入级两部分之间存在失配为使为使必必须须在在输输入入管管脚脚之之间间加加入一个合适的校正电压入一个合适的校正电压由由 引起的误差引起的误差 的取值可在毫伏到微伏范围上变化。的取值可在毫伏到微伏范围上变化。对时间的积分得到的电压斜坡可将运算放大器驱动到饱和状态。对时间的积分得到的电压斜坡可将运算放大器驱动到饱和状态。研究研究 和和 同时作用时的影响同时作用时的影响输入失调误差补偿输入失调误差补偿反相放大器反相放大器同相放大器同相放大器信号增益信号增益直流噪声增益直流噪声增益输入的总失调误差输入的总失调误差输出的总失调误差输出的总失调误差 因因为为 和和 极极性性是是任任意意的的，负负号号并并不不意意味味着着这这两两项项有相互补偿的趋势。有相互补偿的趋势。失调调零失调调零内部失调调零内部失调调零 内内部部调调零零基基于于故故意意使使输输入入级级失失衡衡，以以补补偿偿固固有有失失配配，并使误差为零。并使误差为零。外部失调调零外部失调调零 外外部部调调零零基基于于将将可可调调的的电电压压和和电电流流注注入入到到电电路路中中，以以补补偿偿电电路路的的失调误差。失调误差。最大额定值最大额定值 与与所所有有电电子子器器件件类类似似，运运算算放放大大器器要要求求用用户户考考虑虑到到某些电的和环境的限制。某些电的和环境的限制。运算放大器额定值的工作温度范围运算放大器额定值的工作温度范围商用范围：商用范围：0 07070工业范围：工业范围：-25-258585军用范围：军用范围：-55-55125125绝对最大额定值：绝对最大额定值：最大供电电压最大供电电压最大差模输入电压最大差模输入电压最大共模输入电压最大共模输入电压最大内部功率耗散最大内部功率耗散3.4 动态动态Op Amp的限制的限制 实际运算放大器只从直流到给定频率范围之内提供高实际运算放大器只从直流到给定频率范围之内提供高增益，增益随着频率增加而降低，并且输出相对输入还会增益，增益随着频率增加而降低，并且输出相对输入还会有一个延时，这些限制对电路的闭环特性有很大的影响。有一个延时，这些限制对电路的闭环特性有很大的影响。单位增益频率单位增益频率上升时间上升时间闭环带宽闭环带宽增益带宽乘积增益带宽乘积全功率带宽全功率带宽转换速率转换速率建立时间建立时间开环响应开环响应最常见的开环响应是所谓的主极点响应最常见的开环响应是所谓的主极点响应主极点频率主极点频率运算放大器的开环响应运算放大器的开环响应开环直流增益开环直流增益开环开环-3dB-3dB频率，也称为开环带宽。频率，也称为开环带宽。=0 dB=0 dB称为单位增益频率称为单位增益频率是常数。是常数。主极点补偿的运算放大器为恒定主极点补偿的运算放大器为恒定GBPGBP运算放大器。运算放大器。闭环响应闭环响应环路增益环路增益T T依赖于频率将会使闭环响应依赖于频率将会使闭环响应A A也依赖于频率也依赖于频率同相放大器同相放大器化简为化简为的形式的形式反馈因子反馈因子利用利用单位增益频率单位增益频率闭环增益闭环增益 的直流增益是的直流增益是 ，3dB3dB频率是频率是 ，也称为闭环带宽。，也称为闭环带宽。同相放大器的增益带宽乘积同相放大器的增益带宽乘积由由此此可可得得增增益益带带宽宽权权衡衡，负负反反馈馈将将增增益益降降低低，但但是是将将带宽扩展。这种扩频带技术是负反馈的一个重要优点。带宽扩展。这种扩频带技术是负反馈的一个重要优点。反相放大器反相放大器反馈因子反馈因子反相放大器的增益带宽乘积反相放大器的增益带宽乘积 这这个个值值低低于于同同相相放放大大器器的的GBPGBP，从从带带宽宽最最大大的的角角度度来来看看，同相放大器显然更加可取。同相放大器显然更加可取。暂态响应暂态响应以以电电压压跟跟随随器器为为例例，电电压压跟跟随随器器的的小小信信号号带带宽宽是是 ，可可将将其频率响应写为：其频率响应写为：从从 的的1010上升到它的上升到它的9090所用的时间所用的时间 称为上升时间。称为上升时间。这表明了时域参数这表明了时域参数 与频域参数与频域参数 的联系，的联系，越高越高 就越小。就越小。转换速率极限转换速率极限SR:SR:表示集成运放对信号变化速度的适应能力指标表示集成运放对信号变化速度的适应能力指标。当输当输入信号变化斜率的绝对值小于入信号变化斜率的绝对值小于SRSR（伏特（伏特/微秒）时，输出微秒）时，输出电压才能按线性规律变化。电压才能按线性规律变化。增增大大 ，为为了了能能使使输输出出在在 内内完完成成从从1010到到9090的的过过渡渡，输输出出响响应应速速率率也也会会相相应应增增大大。在在实实际际中中发发现现，当当输输入入阶阶跃跃大大于于某某个个阶阶跃跃幅幅值值时时，输输出出斜斜率率就就会会在在某某一一个个常常数数处处饱饱和和，这这个个常常数数称称为转换速率为转换速率SRSR。建立时间建立时间 上升时间和转换速率分别在小信号和大信号条件下，上升时间和转换速率分别在小信号和大信号条件下，显示了输出变化的快慢程度，在许多应用中，最关心的参显示了输出变化的快慢程度，在许多应用中，最关心的参数时建立时间数时建立时间 。的定义为：大输入阶跃响应从原点出发一直到开的定义为：大输入阶跃响应从原点出发一直到开始稳定并保持在一个给定的误差范围内所需的时间。始稳定并保持在一个给定的误差范围内所需的时间。一般规定建立时间要达到一般规定建立时间要达到10V10V输入阶跃响应的输入阶跃响应的0.10.1和和0.010.01的精度。的精度。如如AD843AD843运算放大器对运算放大器对10V10V阶跃的阶跃的0.010.01的精度来说，的精度来说，一般一般 135ns135ns。由由4 4个时间段组成个时间段组成 由高阶极点引起的初始传输延迟由高阶极点引起的初始传输延迟 受受SRSR限制的变化过程限制的变化过程 从与从与SRSR相关的过载状态中恢复过程相关的过载状态中恢复过程 最终平衡值的建立过程最终平衡值的建立过程 充充分分实实现现运运算算放放大大器器建建立立时时间间的的能能力力，在在高高速速、高高精精度度D-AD-A转换器、采样保持电路、多路复用放大器中尤其重要。转换器、采样保持电路、多路复用放大器中尤其重要。适当注意元器件的选择适当注意元器件的选择 布局和接地布局和接地使元件引线尽量短使元件引线尽量短采用金属膜电阻采用金属膜电阻电阻排放电阻排放旁路供电电源旁路供电电源给输入、负载和反馈网络提供独立接地回路给输入、负载和反馈网络提供独立接地回路集成运放的主要参数集成运放的主要参数1 1、差模开环增益：、差模开环增益：2 2、共模开环放大倍数、共模开环放大倍数A Aococ：3 3、共模抑制比：、共模抑制比：4 4、输入失调电压、输入失调电压U UIOIO：差放级参数对称程度静态指标：差放级参数对称程度静态指标,高精度运放的高精度运放的U UIOIO可达微伏级，一般为毫伏级。可达微伏级，一般为毫伏级。5 5、失调电压、失调电压温度系数温度系数：差放级参数对称程度动态指：差放级参数对称程度动态指标，指温度变化时所产生的失调电压的变化标，指温度变化时所产生的失调电压的变化,一般一般为每度几十微伏。为每度几十微伏。6 6、输入失调电流、输入失调电流I IIOIO：差放级参数电流不对称程度静：差放级参数电流不对称程度静态指标，双极型对管为纳安级，场效应管可达皮安级态指标，双极型对管为纳安级，场效应管可达皮安级7 7、失调电流温度系数：衡量差放管在温度变化时失、失调电流温度系数：衡量差放管在温度变化时失调电流的变化程度的指标调电流的变化程度的指标,双极型对管为每度一纳安双极型对管为每度一纳安以下。以下。8 8、最大共模输入电压：输入级能正常工作情况下允、最大共模输入电压：输入级能正常工作情况下允许输入的最大共模信号。许输入的最大共模信号。9 9、最大差模输入电压：不至于使、最大差模输入电压：不至于使PNPN结反向击穿所允结反向击穿所允许输入的最大差模信号。许输入的最大差模信号。1010、-3dB-3dB带宽带宽f fH H:是使是使Aod下降下降3dB时的信号频率。时的信号频率。1111、单位增益带宽、单位增益带宽f fBWGBWG（fc）:是使是使Aod下降到下降到0dB时时的信号频率。的信号频率。1212、转换速率、转换速率SR:SR:表示集成运放对信号变化速度的适表示集成运放对信号变化速度的适应能力指标应能力指标。当输入信号变化斜率的绝对值小于。当输入信号变化斜率的绝对值小于SR时，输出电压才能按线性规律变化时，输出电压才能按线性规律变化1212、转换速率、转换速率SR:SR:表示集成运放对信号变化速度的适表示集成运放对信号变化速度的适应能力指标应能力指标。当输入信号变化斜率的绝对值小于。当输入信号变化斜率的绝对值小于SR时，输出电压才能按线性规律变化时，输出电压才能按线性规律变化集成运放的种类集成运放的种类1、通用型：其性能指标适合于一般性使用、通用型：其性能指标适合于一般性使用2、低功耗型：静态功耗在、低功耗型：静态功耗在1mW左右左右3、高精度型：失调电压温度系数低于、高精度型：失调电压温度系数低于1V/C 4、高速型：转换速率在几百伏、高速型：转换速率在几百伏/微秒以上微秒以上5、高阻型：输入电阻在、高阻型：输入电阻在1012以上以上6、宽带型：带宽在、宽带型：带宽在10MHz以上以上7、高压型：允许供电电压在、高压型：允许供电电压在30V30V左右左右8、高功率型：允许供电电压较高，输出电流较大、高功率型：允许供电电压较高，输出电流较大9、跨导型：输入量为电压，输出为电流、跨导型：输入量为电压，输出为电流