運(yùn)算放大器的規(guī)格書(shū)

運(yùn)算放大器的規(guī)格書(shū)

雖然已經(jīng)有文章把運(yùn)算放大器的基本放大電路作了簡(jiǎn)單的說(shuō)明，總覺(jué)得是意猶未足。綜合過(guò)去工程師們所提到的問(wèn)題，尤其是規(guī)格書(shū)內(nèi)的電氣特性部份，加強(qiáng)作一些說(shuō)明。這篇文章是取自我的技術(shù)網(wǎng)站2004年資料（Operation Amplifier 運(yùn)算放大器元件規(guī)格及電路概念），再加以重新增補(bǔ)修訂。

OP Amp元件種類區(qū)分:

1.????? 種類: 有Bipolar晶體型, 結(jié)合Junction FET型, CMOS FET型.（類別會(huì)影響耗電量）

2.????? 內(nèi)藏組別: 有內(nèi)藏Single單組, Dual雙組, 及Quad四組.（一般單組為特定功能，會(huì)有一些補(bǔ)償電路）

3.????? 包裝類別: SMD類有MTP-5, SOP-8, SOP-14 及Mini type 如MSOP, TSSOP等.? DIP類有 DIP-8, DIP-14.各家廠商皆為共通標(biāo)準(zhǔn)化之型號(hào), 與Pin腳位置，但須注意規(guī)格上會(huì)有差異。

這邊我選擇了比較常用的OP IC 如LM358, NJM3414, MC4558, MC4560. 來(lái)做一個(gè)特性的比較?？梢钥吹揭?guī)格的項(xiàng)目很多，但是有很多項(xiàng)目可以忽略，因?yàn)镺P IC在使用上非常廣泛，在不同的功能時(shí)，有其特定的參數(shù)需求，像是一些Offset, Common Mode, Input Bias, Large Signal Gain/Voltage Swing等等，都是在一些比較器電路或是直流偵測(cè)器，直流放大電路上的參數(shù)。至于我們消費(fèi)電子領(lǐng)域，比較重點(diǎn)的是音頻放大及脈波信號(hào)處理方面，只要注意下面的項(xiàng)目。

重要電氣規(guī)格項(xiàng)目:

1.????? 工作電壓範(fàn)圍(Supply voltage)

2.????? 輸出端短路電流(Output short-circuit current) 或輸出阻抗（Output resistance）

3.????? 高頻響應(yīng)(Gain-Bandwidth)

4.????? 脈波反應(yīng)時(shí)間(Slew rate)

工作電壓範(fàn)圍：一般大家都有個(gè)錯(cuò)誤的概念，認(rèn)為OP Amp有單電源及雙電源的區(qū)分，其實(shí)它都能工作，重點(diǎn)在于有沒(méi)有提供正確的偏壓。也就是只要讓輸入電平在電源電壓范圍內(nèi)就能工作，當(dāng)然也要確認(rèn)輸出電平是否會(huì)因偏壓不當(dāng)，造成波形上下端的切割問(wèn)題。此外，要特別注意它的最高及最低工作電壓范圍，以確認(rèn)工作正常。

輸出電流與阻抗值：規(guī)格上可能針對(duì)它所強(qiáng)調(diào)的使用功能，而會(huì)有不同的數(shù)據(jù)。以短路輸出電流表示的，主要是提供直流輸出控制用途，或脈波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。以輸出阻抗表示的，則為音頻信號(hào)的輸出負(fù)載能力。當(dāng)然，兩者也是有使用上互通的可行性。

高頻響應(yīng)(Gain-Bandwidth)：規(guī)格上也許可以看到有高達(dá)100dB的放大倍數(shù)，注意不要被誤導(dǎo)了。那是指直流信號(hào)的放大倍數(shù)。在音頻電路的信號(hào)放大，我們要看的是Gain-Bandwidth項(xiàng)目，以MC4558為例，2.8 MHz代表在最高音頻20KHz時(shí)僅能放大140倍。即使在電路上的回授量提高到1/300,也只能讓9KHz的信號(hào)放大到300倍。

脈波反應(yīng)時(shí)間(Slew rate)：定義上是脈波經(jīng)過(guò)OP后之上升延遲時(shí)間，由于輸出阻抗要遠(yuǎn)低于輸入阻抗，因此此時(shí)間是造成脈波變形的主要因素。以MC4558為例，2.2V/uS代表在5V的脈波需要2.3 uS的上升時(shí)間。一般這個(gè)上升時(shí)間如果超出脈波周期的10%以上,就有可能產(chǎn)生MCU偵測(cè)上的錯(cuò)誤。以LCD Panel所需的Vcom信號(hào)為例，63.5 uS的脈波只能容許約6.3 uS的上升時(shí)間，在5V的電路上，相當(dāng)于0.8V/uS,因此NJM3414的1V/uS可用。

另外要說(shuō)明的是關(guān)于Power Dissipation部份，只有在需要大電流推動(dòng)輸出時(shí)，才需要考慮。一般信號(hào)放大都屬于Class-A不失真輸出，因此傳輸效率很低，幾乎所有供應(yīng)IC的功率，會(huì)轉(zhuǎn)成熱量，以直流供電的瓦特?cái)?shù)計(jì)算，不超出最大容許功率即可。