第二节集成运放的性能参数 及其对应用电路的影响
第二节 集成运放的性能参数 ———及其对应用电路的影响
一、集成运放性能参数： od 1、差模特性 差模特性：是指集成运放在。 差模输入信号作用下，所呈 现的特性，相应的集成运放V 的电路模型如图所示。 根据电路模型可知Va=y一V Ad= 。= Vo Vid V.-v A(dB)=201g A 其值在80140dB(104~107倍) 差模输入电阻R,指集成运放两输入端之间呈现的视 在电阻，MΩ数量级
一、集成运放性能参数： 1、差模特性 差模特性：是指集成运放在 差模输入信号作用下，所呈 现的特性，相应的集成运放 的电路模型如图所示。 + v vd id A v − v id v Rid Rod o v = + − − v v v 根据电路模型可知 id + − − = = v v v v v A o i d o vd Avd dB Avd ( ) = 20lg 其值在80~140dB(104~107倍) 差模输入电阻Rid，指集成运放两输入端之间呈现的视 在电阻，MΩ数量级
MOS集成运放Rd,一般为106M2。 Rd为输出电阻，一般在2002一下。 一般情况下，上述各参数均为频率的复函数，分别表示为： Adjo)、Zid(jo)、Zod(jo)。 最大的差模输入电压范围VDM:是指输入差分对管发 射结不产生反向击穿所能承受的最大输入电压。 2、共模特性 共模特性：是指集成运放在共模输入信号作用下呈现的特性， 属于这一类特性的参数主要为，共模抑制比KcR,共模输 入电阻R。和最大的共模输入电压范围VCM。计入共模参数 后的电路模型，如图所示：
MOS集成运放Rid ，一般为106 MΩ 。 Rod 为输出电阻，一般在200Ω一下。 一般情况下，上述各参数均为频率的复函数，分别表示为： Avd(jω) 、Zid(jω) 、Zod(jω) 。 最大的差模输入电压范围 VIDM ：是指输入差分对管发 射结不产生反向击穿所能承受的最大输入电压。 2、共模特性 共模特性：是指集成运放在共模输入信号作用下呈现的特性， 属于这一类特性的参数主要为，共模抑制比 KCMR ，共模输 入电阻 Ric 和最大的共模输入电压范围 VICM 。计入共模参数 后的电路模型，如图所示：
R. KCMR 根据定义有： Vid =v-v 2 所以Voe=AeVe=dd Kc Vic
+ v vd id A v − v id v Rid Ro o v CMR ic vd K v A Ric Ric 根据定义有： = + − − v v v id 2 + − + = v v vic vc vd CMR A A K = 所以 CMR i c o c vc i c vd K v v = A v = A
Voc Avevie Avd Vic KCMR 可将上是折算到输入端，根据第183页(4-423式)已知： △vid Vic KCMR 作为输入误差电压，则电路模型可等效为： Vic od 〉Ay
CMR i c o c vc i c vd K v v = A v = A 可将上是折算到输入端，根据第183页（4-423式）已知： CMR i c i d K v v = 作为输入误差电压，则电路模型可等效为： + v vd id A v − v id v Rid Rod o v CMR ic K v Ric Ric
式中 KCMR A 可表示为：KcMR(dB)=20 lg KCMR 其值为：80~120dB(104107)之间。 R。是集成运放输入端对共模输入信号的视在电阻，即每 一个输入端对地呈现的电阻，其值大于100M2。 VICM、KcMR、Re均为频率的复函数
+ v vd id A v − v id v Rid Rod o v CMR ic K v Ric Ric 式中 vc vd CMR A A K = 可表示为： KCMR dB KCMR ( ) = 20lg 其值为：80~120dB(104~107 )之间 。 Ric 是集成运放输入端对共模输入信号的视在电阻，即每 一个输入端对地呈现的电阻，其值大于100MΩ。 VICM 、KCMR 、Ric 均为频率的复函数
3、输入直流误差特性 输入直流误差特性：是指集成运放的输入失调特性，主要参 数是输入失调电压V1o及其温漂vo;输入失调电流Io及其 温漂4o,计入这些参数后，电路模型则等效为： R.中 图中IB=(Iam+1B2)/2 为输入差放极两边输入偏置电 流平均值。(10~100)uA
3、输入直流误差特性 输入直流误差特性：是指集成运放的输入失调特性，主要参 数是输入失调电压VIO及其温漂αVIO ；输入失调电流IIO 及其 温漂 αIIO ，计入这些参数后，电路模型则等效为： + v vd id A v − v id v Rid Rod o v CMR ic K v Ric Ric IB I IB I IO I 2 1 IO I 2 1 图中 ( /2 I IB = I B1 + I B2 ） 为输入差放极两边输入偏置电 流平均值。（10~100）μA
Vo是输出失调电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压， 其值一般为mV量级。 △Vo 是指Vo随温度的变化率。 △T I。是输出失调电流为零时，两输入端之间所加的补偿电流， 其值一般为量输入端的差值。即： Ito=IB-182 △lo 0C0= △T 是指Io随温度的变化率。 4、大信号动态特性 大信号动态特性：是指集成运放在大信号的作用下呈现的动 态特性。其主要参数为转换速率SR及全功率带宽Bo,等
VIO 是输出失调电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压， 其值一般为mV量级。 T VIO VIO = 是指 VIO 随温度的变化率。 IIO 是输出失调电流为零时，两输入端之间所加的补偿电流， 其值一般为量输入端的差值。即： IO B1 B2 I = I − I T I IO IIO = 是指 IIO 随温度的变化率。 4、大信号动态特性 大信号动态特性：是指集成运放在大信号的作用下呈现的动 态特性。其主要参数为转换速率 SR 及全功率带宽 Bωp等
五、电源特性 ●属于这类特性的参数主要有： ●电源静态功率，定义为 PD =Vcclo+VEE 电压允许的变化范围 电源电压抑制比(Power Supply Rejection Ratio)KsvR是指 输入失调电压随电源电压的变化率，定义为 K SRV* △'AVcc K SRV- △Vo/AVEE 常用分贝数表示，即 KsRv(dB)=201g KsRv
五、电源特性 ⚫属于这类特性的参数主要有： + − D = CC Q + EE Q P V I V I 电压允许的变化范围 电源电压抑制比(Power Supply Rejection Ratio)KSVR是指 输入失调电压随电源电压的变化率，定义为 O CC vd SRV V V A K = + O EE vd SRV V V A K − = 常用分贝数表示，即 KSRV KSRV (dB) = 20lg ⚫电源静态功率，定义为
二、直流和低频参数对性能的影响 通常集成运放为非理想器件，因此，有在直流和低频工 作时，不仅其增益和输入电阻不为无穷大，输出电阻也不为 零，而且还存在着输入失调和有限共模抑制比等引入的输入 误差。 因此，在分析各种应用电路时，得到的结果与理想化条 件下得到的结果稍有不同。 1、Ad、Ra、Ra为有限值得影响： 根据选取得电路可以不考虑KcM、输入失调等参数的影响， 例如、反向放大器，可仅考虑Ad、Rd、Rd影响
二、直流和低频参数对性能的影响 通常集成运放为非理想器件，因此，有在直流和低频工 作时，不仅其增益和输入电阻不为无穷大，输出电阻也不为 零，而且还存在着输入失调和有限共模抑制比等引入的输入 误差。 因此，在分析各种应用电路时，得到的结果与理想化条 件下得到的结果稍有不同。 1、Avd 、Rid 、Rod 为有限值得影响： 根据选取得电路可以不考虑 KCMR 、输入失调等参数的影响， 例如、反向放大器，可仅考虑Avd 、Rid 、Rod 影响