運算放大器參數(shù)解讀，講透每一個參數(shù)！

一直以來，運算放大器都是大家的關注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在，小編將為大家?guī)?a href="/tags/運算放大器" target="_blank">運算放大器的相關介紹，詳細內(nèi)容請看下文。

一、運算放大器

運算放大器是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。下面，我們看一個簡單的運算放大器電路 -- 反相放大器。“反相”的意思是正、符號顛倒。這個放大器應用了負反饋技術。所謂負反饋，即將輸出信號的一部分返回到輸入，在下圖所示電路中，象把輸出Vout經(jīng)由R2連接（返回）到反相輸入端（－）的連接方法就是負反饋。

我們來看一下這個反相放大器電路的工作過程。運算放大器具有以下特點，當輸出端不加電源電壓時，同相輸入端（+）和反相輸入端（－）被認為施加了相同的電壓，也就是說可以認為是虛短路。所以，當同相輸入端（+）為0V時，A點的電壓也為0V。根據(jù)歐姆定律，可以得出經(jīng)過R1的I1=Vin/R1。

另外，運算放大器的輸入阻抗極高，反相輸入端（－）中基本上沒有電流。因此，當I1經(jīng)由A點流向R2時，I1和I2電流基本相等。由以上條件，對 R2使用歐姆定律，則得出Vout=－I1×R2。I1為負是因為I2從電壓為0V的點A流出。換一個角度來 看，當反相輸入端（－）的輸入電壓上升時，輸出會被反相，向負方向大幅度放大。由于這個負方向的輸出電壓經(jīng)由R2與反相輸入端相連，因此，會使反相輸入端（－）的電壓上升受阻。反相輸入端和同相輸入端電壓都變?yōu)?V，輸出電壓穩(wěn)定。

那么我們通過這個放大器電路中輸入與輸出的關系來計算一下增益。增益是Vout和Vin的比，即Vout/Vin=（－I1×R2）/（I1×R1）=－R2/R1。

二、運算放大器參數(shù)解讀

頻率響應和帶寬（BW）

理想的運算放大器具有無窮大的帶寬（BW），并且無論信號頻率如何變化，都能保持高增益。但實際上所有運算放大器都具有有限的帶寬，通常稱為“ -3dB”帶寬，超過該帶寬，放大器的增益以-20dB / decade的速率隨頻率增加而下降。具有較高帶寬的運算放大器性能也更優(yōu)，因為它們在較高的頻率下仍可保持較高增益，但較高的增益也會導致更大功耗或更高的成本。

圖：運算放大器的開環(huán)頻率響應曲線

增益帶寬積（GBP）

顧名思義，GBP是放大器增益和帶寬的乘積。GBP是整個曲線上的常數(shù)，可以通過公式（1）來計算：

GBP是在運算放大器的增益達到單位增益的頻率點測得。用戶可以用它來計算不同頻率下設備的開環(huán)增益。GBP通常用于衡量一個運放是否有用并衡量其性能，因為具有較高GBP的運算放大器可在較高頻率下提供更佳性能。

這些都是在設計中選擇運算放大器時要考慮的主要參數(shù)，但根據(jù)應用和性能需求，還有許多其他參數(shù)也會影響設計選擇，如輸入失調電壓、噪聲、靜態(tài)電流和電源電壓等。

負反饋和閉環(huán)增益

在運算放大器中，負反饋是通過將一部分輸出信號通過外部反饋電阻器饋送回反相輸入端來實現(xiàn)的。

圖：反相運算放大器的負反饋

負反饋用于穩(wěn)定增益。通過使用負反饋，閉環(huán)增益可以通過外部反饋組件來確定，它比通過運算放大器內(nèi)部組件確定增益具有更高的精度。因為內(nèi)部運算放大器組件可能由于工藝變化、溫度變化、電壓變化和其他因素而差異很大。閉環(huán)增益可通過公式（2）來計算：

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