運(yùn)放參數(shù)講解：最對(duì)最大值和推薦工作條件

本文主要整理了“絕對(duì)最大值”和“推薦工作條件”兩個(gè)運(yùn)放參數(shù)，因?yàn)檫@是在《運(yùn)算放大器權(quán)威指南》參數(shù)講解中最前面的兩個(gè)參數(shù)，實(shí)際工作中接觸的最多。

絕對(duì)最大值

工作和測(cè)試中，絕對(duì)最大值（absolute maximum rating）是絕對(duì)不可超過的極限值。它表示器件可以承受的限值，而不是可以正常工作的限值。如果超過這些極限值，器件的壽命可能受到影響，甚至直接導(dǎo)致器件損壞。

例如，當(dāng)輸入電壓大于絕對(duì)最大額定值時(shí)，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算放大器的輸入差分對(duì)擊穿，從而造成過大的故障電流。這不但會(huì)導(dǎo)致參數(shù)性能變化，還會(huì)造成金屬遷移，隨著時(shí)間的流逝，結(jié)果會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。

圖1 TI某款運(yùn)放的絕對(duì)最大值參數(shù)

推薦工作條件

推薦工作條件“recommend operating condition）與前面介紹的最大值類似，因?yàn)槿绻^這些工作條件限值，運(yùn)放的性能就可能下降。然而，在超過推薦工作條件限值條件下工作，運(yùn)放并不會(huì)損壞。

圖2 TI某款運(yùn)放的推薦工作條件

超出“推薦工作條件”影響性能的示例

這里主要以超出共模輸入范圍Vcm這一參數(shù)，說明超出”推薦工作條件”運(yùn)行的影響。因?yàn)橹灰褂眠\(yùn)放就一定會(huì)核對(duì)這一參數(shù)，很典型。我們都知道對(duì)于非軌對(duì)軌輸入型的運(yùn)放，有共模輸入電壓Vcm的限制，這個(gè)范圍是相對(duì)于電源軌定下來的，原理就是輸入晶體管對(duì)要工作在線性區(qū)，而非飽和區(qū)或者截止區(qū)。參見圖3。

圖3 非軌對(duì)軌輸入型運(yùn)放的Vcm范圍@±5V供電

當(dāng)運(yùn)算放大器的工作電壓超過輸入電壓范圍Vcm，但處于絕對(duì)最大值以內(nèi)時(shí)，其參數(shù)性能會(huì)發(fā)生變化。運(yùn)算放大器不會(huì)受損，但可能無法正常工作，例如，它可能反相，輸入偏置電流或輸入失調(diào)電壓可能大幅增加。一旦輸入電壓超過絕對(duì)最大值，運(yùn)算放大器就可能遭受永久性損壞。*圖4是真實(shí)運(yùn)放的測(cè)試數(shù)據(jù)，超出Vcm后，輸入偏置電流Ibs和輸入失調(diào)電壓Vos會(huì)突變 。不過這顆運(yùn)放并不是一旦超出Vcm，Ibs和Vos就類似二極管導(dǎo)通似的變大了，而是有一個(gè)裕量的。

圖4 超出Vcm范圍后Ib和Vos會(huì)變大

本文主要整理了絕對(duì)最大值和推薦工作條件兩個(gè)參數(shù)，雖然主要是針對(duì)運(yùn)放，但對(duì)于其他器件也是基本適用的。所以有人講，學(xué)好了運(yùn)放，再學(xué)其他就會(huì)容易一些。推薦工作條件以共模輸入范圍Vcm為例，說明了超出推薦工作條件，運(yùn)放性能可能會(huì)下降，如Ibs或者Vos等。