运算放大器设计参考

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1、运算放大器设计参考目录1集成运算放大器主要参数21.1最大额定值(极限参数)21.2动态参数31.3运放示意图32理想运算放大器及其分析依据32.1理想运算放大器的主要特征32.2理想运算放大器有下列两个重要特性：33运放应用的三种基本组态43.1反相组态：43.1.1反相放大器的增益Af43.1.2反相加法器43.2同相组态43.2.1同相放大器的增益Af53.2.2电压跟随器53.2.3同相加法器53.3减法运算53.3.1减法器53.3.2差动放大器64运算放大器的保护64.1输入端保护电路64.2输出端保护电路65运算放大器的选型65.

2、1电源电压75.2其他选型要求76典型电路分析76.1电压-电流转换电路（V/I电路）76.2AISG调制解调电路（L9）86.3RENO电流采样电路-运放LM648296.3.1分析负反馈电路96.3.2计算采样原理96.3ZXCT1009电流检测电路106.3.1分析电路负反馈106.3.2计算采样原理106.4BIST电流控制和自动保护电路（RENO）116.4.1电路的三种状态116.4.2电路的组成116.4.3电路的工作原理12131集成运算放大器主要参数1.1最大额定值(极限参数)•基本引出端：反相输入端、同相输入端、正电源端、负电源端

3、、输出端、*调零端、*相位补偿端。•（最大）电源电压：双电源±Vs；单电源Vs或±1/2Vs•（最大）输入电压或输入共模电压：一般为电源电压范围或略低。•（最大）输入差分电压：±Vd，Vd一般为（正电源电压减去负电源电压）•（最大）耗散功率：指允许芯片本身消耗的功率（发热），有的还给出环境温度升高时的降额规律或热阻Rja，或输出电流降额曲线。•最高结温和/或工作环境温度范围：0~70℃，-25~85℃，-40~85℃，-40~105℃，-40~125℃，-55~125℃•储存温度范围：-55~125℃，-65~150℃•输入失调电压Uos（μV~mV

4、级）：反映了运放输入级差动电路的对称性，输入=0时的输出电压折算到输入端，或者说，使输出=0，必须在输入附加的电压（静态的直流补偿电压），可通过调零消除。•失调电压温度漂移系数ΔUos/ΔT（nV~μV级/℃）：输入失调电压的温度变化率。无法通过调零消除。•输入偏置电流Iib（pA~nA级）：输出电压=0时两个输入偏置电流的平均值•*输入电阻Rin>106Ω（很大），分差模和共模，指动态电阻。•*输入电容Cin（几pF），很小。•*输出电阻Rout（数十Ω~几百Ω）很小。•大信号电压增益Avo，15~30000V/mV(85~150dB)，即开环差模

5、增益。•共模抑制比CMRR（60~145dB）：输出对共模电压的抑制能力：式中Ad为差模增益，Ac为共模增益。•电源电压抑制比PSRR或SVRR（65~145dB）：输出对电源电压变化的抑制能力•输入等效电压噪声和电流噪声（p-p值或rms值，0-10Hz）nV-μV级；pA级。•输入等效电压噪声密度和电流噪声密度（rms值，1KHz、100Hz、10Hz）nV/√Hz级；fA~pA/√Hz级（在一定范围内，噪声和频带宽度的平方根成正比）通用运放噪声大、“零失调、零漂移”运放电压噪声大，但电流噪声小。OP0713等精密运放二者都小。•静态供电电流Su

6、pplyCurrent，功率消耗Powerdissipation或PowerConsumption（无负载时，与最大耗散功率区别）1.2动态参数•截止频率（3分贝带宽）fc：开环增益下降到0.707Avo时的频率•增益带宽积GBW，GBP，或称单位增益带宽：增益下降到1时的频率f0f0=Adfc•(电)压摆率SR(SlewRate)，转换速率V/us。SR与GBW正相关，例如OP07，GBW=0.3MHz，SR=0.1V/usLM258，GBW=0.7MHz，SR=0.3V/usTL81，GBW=2.5MHz，SR=8V/us•正弦信号的变化速率：故

7、要求SR≥2πfUom（Uom-输出电压振幅）1.3运放示意图图1.3.1运放示意图2理想运算放大器及其分析依据2.1理想运算放大器的主要特征•(1)差模电压增益Aod=∞；•(2)共模抑制比CMRR=∞（共模增益=0）；•(3）差模、共模输入电阻Rid、Ric=∞，偏置电流Iib=0；•(4)输出电阻Ro=0；•(5)失调电压Uos、失调电流Ios，以及它们的温度系数均为0；•(6)转换速率SR=∞；带宽=∞；•(7)干扰或噪声均为0。2.2理想运算放大器有下列两个重要特性：•(1)理想运算放大器的输出为有限电压时，两个输入端之间的电压

8、差为130—“虚短”注：对于实际的运放，在闭环工作时“虚短”才成立。•(2)理想运放两个输入端的电流为0。分