集成運(yùn)放的輸入級通常由差分放大電路組成,因此一般具有兩個輸入端以及一個輸出端,還有其他以連接電源電壓等的引出端。兩個輸入端中,一個與輸出端為反相關(guān)系,另一個為同相關(guān)系,分別稱為反相輸入端和同相輸入端。
運(yùn)算放大器的符號如下圖所示。其中反相輸入端和同相輸入端分別用符號“-”和“+”標(biāo)明。
為了描述集成運(yùn)放的性能,提出了許多項技術(shù)指標(biāo),現(xiàn)將常用的幾項分別介紹如下:
一、開環(huán)差模電壓增益aod
aod是指運(yùn)放在無外加反饋情況下的直流差模增益,一般用對數(shù)表示,單位為分貝。aod是決定運(yùn)放精度的重要因素,理想情況下希望aod為無窮大。實際集成運(yùn)放一般aod為100db左右,高質(zhì)量的集成運(yùn)aod可達(dá)140db以上。
二、輸入失調(diào)電壓u10
它的定義是,為了使輸出電壓為零,在輸入端所需要加的補(bǔ)償電壓。其數(shù)值表征了輸入級差分對管ube(或場效應(yīng)管ugs)失配的程度,在一定程度上了反映溫漂的大小。一般運(yùn)放的u10值為1~10mv,高質(zhì)量的在1mv以下。
三、輸入失調(diào)電壓溫漂αu10
它表示失調(diào)電壓在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù),是衡量運(yùn)放漂的重要指標(biāo)。一般運(yùn)放為每度10~20μv,高質(zhì)量的低于每度0.5μv。這個指標(biāo)往往比失調(diào)電壓更為重要,因為可以通過調(diào)整電阻的阻值人為地使失調(diào)電壓等于零,便卻無法將失調(diào)電壓的溫漂調(diào)至零,甚至不一定能使其降低。
四、輸入失調(diào)電流i10
輸入失調(diào)電流的定義是當(dāng)輸出電壓等于零時,兩個輸入端偏置電流之差,即
i10=|ib1-ib2|(4.4.3)
用以描述差分對管輸入電流的不對稱情況,一般運(yùn)放為幾十至一百納安,高質(zhì)量的低于1na。
五、輸入失調(diào)電流溫漂αi10
它代表輸入失調(diào)電流的濕度系數(shù)。一般為每度幾納安,高質(zhì)量的只有每度幾十皮安。
六、輸入偏置電流iib
iib定義是當(dāng)輸出電壓等于零時,兩個輸入端偏置電流的平均值,這是衡量分對管輸入電流絕對值大小的指標(biāo),它的值主要決定于集成運(yùn)放輸入級的靜態(tài)集電極電流及輸入級放大管的β值。一般集成運(yùn)放的輸入偏置電流愈大,其輸入偏置電流約為幾十納安至1μa,場效應(yīng)管輸入級的集成運(yùn)放,輸入偏置電流在1na以下。
七、差模輸入電阻rid
它的定義是差模輸入電壓uid與相應(yīng)的輸入電流iid的變化量之比,用以衡量集成運(yùn)放向信號源索取電流的大小。一般集成運(yùn)放的差模輸入電阻為幾兆歐,以場效應(yīng)管作為輸入級的集成運(yùn)放,rid可達(dá)106mω。
八、共模抑制比kcmr
共模抑制比的定義是開環(huán)差模電壓增益與開環(huán)共模電壓增益之比,一般也用對數(shù)表示,這個指標(biāo)用以衡量集成運(yùn)放抑制溫漂的能力。多數(shù)集成運(yùn)放的共模抑制比在80db以上,高質(zhì)量的可達(dá)160db。
九、最大共模輸入電壓uicm
表示集成運(yùn)放輸入端所能隨的最大共模電壓。如果超過此值,集成運(yùn)放的共模抑制性能將顯著惡化。
十、最大共模輸入電壓uidm
這是集成運(yùn)放反相輸入端與同相輸入端之間能夠承受的最大電壓。若超過這個限度,輸入級差分對管中的一個管子的發(fā)射結(jié)可能被反向擊穿。
十一、-3db帶寬?h
表示aod下降3db時的頻率。一般集成運(yùn)放的?h值較低,只有幾赫至幾千赫。
十二、單位增益帶寬bwg
指aod降至0db時的頻率,即此時開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)等于1。bwg衡量集成運(yùn)放的一項重要品質(zhì)因素――增益帶寬積的大小。
十三、轉(zhuǎn)換速率sr
轉(zhuǎn)換速率是指在額定負(fù)載條件下,輸入一個大幅度的階躍信號時,輸出電壓的最大變化率。單位為v/μs。這個指標(biāo)描述集成運(yùn)放對大幅度信號的適應(yīng)能力。在實際工作中,輸入信號的變化率一般不要大于集成運(yùn)放的sr值。
除了以上介紹的幾項主要技術(shù)指標(biāo)外,還有很多項其他指標(biāo),如最大輸出電壓、靜態(tài)功耗及輸出電阻等等,由于它們的含義比較明顯,故此外不再贅述。