運算放大器的基本參數

1、失調電壓VIO

定義：使運算放大器輸出端為0V(或接近0V)所需加于兩輸入端之間的補償電壓。

要再細分的話，又分為輸入失調電壓VIO和輸出失調電壓Vos。

輸入失調電壓：為了在輸出端獲得恒定的零電壓輸出，而需在兩個輸入端所加的直流電壓之差。

輸出失調電壓：在差分放大器的兩個輸入端加有相等的輸入電壓時，差分輸出電壓稱為輸出失調電壓。

請看下圖，一目了然。

2、偏置電流Ib

定義：偏置電流就是第一級放大器輸入晶體管的基極直流電流，這個電流保證放大器工作在線性范圍，為放大器提供直流工作點。

運算放大器要求盡可能寬的共模輸入電壓范圍，而且都是直接耦合的，不可能在芯片上集成提供偏置電流的電流源。所以都設計成基極開路的，由外電路提供電流。此電流保證輸入晶體管正常工作，兩端口分別為Ib+、Ib-，如下圖。一般輸入偏置電流為兩端口的均值，即：Ib＝（Ib+ + Ib-）/2。

3、失調電流Ios

失調電流為兩輸入端電流之差，Ios ＝ Ib+ － Ib-，不作解釋了。

4、增益AV

定義：輸出電壓與輸入電壓比值，就是放大倍數，這時候叫“倍”；有時候也指放大器輸出功率與輸入功率比值的對數，這時候就該叫dB了。

5、共模抑制比CMRR

定義：放大器對差模信號的電壓放大倍數Aud與對共模信號的電壓放大倍數Auc之比，反映了放大器抑制共模信號及放大差模信號的能力，單位是dB。

我們要抑制零點漂移，所以共模電壓增益越小越好，而差模電壓增益越大越好。

這里要普及一下共模信號，來自于電網、外部輻射、線路內部等的干擾信號會相同地加載到信號線上，表現為對地電壓。單線傳播時會引起信號失真，所以一些信號線采用兩線傳輸，其有效信號極性相反，兩線間的電壓相減就是差模信號，從而減少共模信號的影響。理想狀況下，放大器的兩輸入端電路完全相同，信號中的共模成分被完全抵消，只放大差模信號，而實際無法做出完全一樣的電路，這樣在放大有效差分信號的同時又放大了一些共模信號。所以我們需要讓放大器放大差模信號的能力比放大共模信號的能力盡可能的大，這就是共模抑制比CMRR的概念，即差模增益比上共模增益，CMRR越大放大精度越高誤差越小，比如對于CMRR為100dB的的放大器，差模放大倍數設計為10倍則共模信號會被放大0.0001倍。