如何選擇合適的運(yùn)算放大器芯片？

電子電路最重要的功能之一是放大，在沒(méi)有放大的情況下，許多其他特定電路將無(wú)法工作。例如，如果沒(méi)有放大器電路，產(chǎn)生正弦波、方波、脈沖或任何其他所需波形的振蕩器將是不可能的。

運(yùn)算放大器可利用很少的無(wú)源元件實(shí)現(xiàn)非常高性能和高度穩(wěn)定的放大電路，因此在本文中，單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師將接介紹什么是運(yùn)算放大器，以及如何選擇運(yùn)算放大器。

一、什么是運(yùn)算放大器？

如果我們想象一個(gè)完美的放大器，它應(yīng)該具有無(wú)限的增益，無(wú)限的輸入阻抗，零輸出阻抗和無(wú)限的帶寬，但在現(xiàn)實(shí)生活中，沒(méi)有什么是理想的，因此它們具有有限的增益和有限的帶寬。

運(yùn)算放大器一詞最初用于在模擬計(jì)算機(jī)中執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算（如求和，減法，積分和微分）的DC放大器。運(yùn)算放大器的范圍要廣泛得多，除了放大以外，還可以用于其他各種場(chǎng)合，例如儀表和控制系統(tǒng)中的穩(wěn)壓器。

運(yùn)算放大器可以放大頻率范圍為0 Hz到1 MHz的信號(hào)。這意味著OP-AMP可以用于放大DC信號(hào)（0

Hz）和AC輸入信號(hào)（高頻信號(hào)）。此外，它的設(shè)計(jì)方式是可以將外部組件（如電阻器，電容器等）連接到其端子。通過(guò)添加這些無(wú)源組件，可以改變其外部特性。

二、了解運(yùn)算放大器參數(shù)

在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，必不可少的是要了解運(yùn)算放大器的特性，即，如果你想高效地設(shè)計(jì)產(chǎn)品并將成本降至最低，那么你應(yīng)該了解運(yùn)算放大器的以下參數(shù)：

1.開(kāi)環(huán)電壓增益：放大器最重要的功能是放大信號(hào)，每個(gè)放大器都有一定的增益，這意味著如果施加輸入電壓，它將乘以增益。例如，如果運(yùn)算放大器的增益為2 *

10^5，輸入為2 V，則輸出電壓為400000V，實(shí)際上這是不可能的，因?yàn)檫@意味著運(yùn)算放大器是飽和的，并且輸出電壓限制為VCC。

2.輸入電阻：它是放大器的同相和反相輸入之間的電阻。

3.輸出電阻： 輸出電阻就像電池的內(nèi)部電阻一樣，因此它是非常小的電阻，這意味著輸出電壓取決于負(fù)載。

4.輸入失調(diào)電壓：如果我們?cè)谶\(yùn)算放大器的兩個(gè)端子上施加相同的輸入電壓，則輸出應(yīng)為零伏。實(shí)際上，這是不可能的，因?yàn)閮?nèi)部的晶體管沒(méi)有相同的值，因此輸出端會(huì)出現(xiàn)很小的電壓。因此，要使輸出為零，我們必須施加一個(gè)小的差分電壓，該電壓稱為輸入失調(diào)電壓。

5.輸入失調(diào)電流：如果我們將運(yùn)算放大器的同相和反相端子都接地，我們可以看到很小的電流將流經(jīng)運(yùn)算放大器的輸出引腳，這是產(chǎn)生的電流由于內(nèi)部晶體管的基極電流不相同，因此為了使輸出電流為零，可施加一個(gè)小的輸入電流以抵消輸出電流，該輸入電流稱為輸入失調(diào)電流。

6.輸入偏置電流：輸入偏置電流是流入運(yùn)算放大器的反相和同相輸入端子的電流的平均值，輸入偏置電流越小，漂移就越小。

7. CMRR：共模抑制比（CMRR）定義為差分電壓增益與共模電壓增益之比。差分放大器抑制共模信號(hào)的能力由共模抑制比表示。

8.斜率：定義為每單位時(shí)間輸出電壓的最大變化率，以伏特/微秒表示。

擺率表明OP-AMP的輸出可以響應(yīng)輸入頻率的變化而變化的速度9.電壓擺幅：定義為輸出電壓可以達(dá)到電源電壓的接近程度或輸出對(duì)軌到軌的驅(qū)動(dòng)程度。

10.增益帶寬積：我們知道，由于器件中的寄生結(jié)電容和少數(shù)載流子變化而導(dǎo)致的存儲(chǔ)，運(yùn)算放大器的電壓增益在高頻下會(huì)下降。隨著頻率輸入信號(hào)的增加，開(kāi)環(huán)增益下降，直到最終對(duì)值1作出反應(yīng)。將增益減小到1的頻率定義為單位增益頻率或單位增益帶寬。

11.峰峰值輸入噪聲電壓：如果我們看一個(gè)噪聲信號(hào)，它將有一個(gè)最大值點(diǎn)和一個(gè)最小值點(diǎn)，最小值和最大值之間的差稱為峰峰值輸入噪聲電壓。 。

12.單位增益：?jiǎn)挝辉鲆娣糯笃魇窃鲆鏋?的放大器，這也意味著沒(méi)有增益。輸出電壓將與輸入電壓相同，通常稱為電壓跟隨器放大器。